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TiO2纳米管阵列（TiO2 NTAs）因其良好的光电化学性能、优异的化学稳定性及大比表面积,在光电化学检测方面受到了广泛的关注。由于禁带宽度大、光生载流子复合几率高以及表面存在的间接氧化作用等,制约了TiO2 NTAs在光电化学检测方面的应用。本文首先通过对TiO2 NTAs进行非金属掺杂,研究非金属掺杂对TiO2 NTAs光电化学性能的影响,随后在掺杂TiO2 NTAs表面修饰BiOCl纳米片,并研究其光电化学检测性能。研究内容如下:（1）采用阳极氧化结合液相处理技术制备了N掺杂TiO2 NTAs,并研究N掺杂对TiO2纳米管阵列光电化学性能的影响。通过X射线衍射仪及扫描电子显微镜表征了N掺杂TiO2纳米管阵列的形貌与结构,并采用X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱及拉曼光谱分析了N在TiO2中的掺杂量及存在状态。采用恒电位计时电流法测试了掺杂样品在紫外光照射下的光电化学性能。研究结果表明,N掺杂后样品的光响应电流均得到明显的提升,最优化的TiO2（N40）NTAs的紫外光电流由180.4μA增加到256.8μA。通过对样品的光学性能、载流子复合几率及电化学性能进行测试,研究了样品光电化学性能提升的机理。光响应范围的增加及光生载流子的有效分离,是N掺杂TiO2 NTAs的光电化学性能得到提升的根本原因。（2）通过光沉积辅助原位反应法,在N掺杂TiO2纳米管阵列表面修饰BiOCl纳米片。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及X射线光电子能谱表征了BiOCl/TiO2（N）NTAs样品的成分结构和微观形貌并利用恒电位计时电流法,以葡萄糖为目标有机物,测试了制备样品的光电化学检测性能。通过XPS价带谱及紫外可见光吸收谱,探究了样品表面能带结构和载流子迁移路径。研究结果表明,BiOCl的修饰可在降低背景电流的基础上提升对有机物的光电流响应。最优化情况下,BiOCl（2）/TiO2（N）NTAs对有机物的检测灵敏度由0.061μA/μM增至0.240μA/μM,检测限由36.20μM降低至6.02μM。机理分析表明,N掺杂不仅能够改善TiO2 NTAs基体的光电化学性能,提高样品表面的光生载流子浓度,并且由于能带结构改善导致的载流子迁移效率提高,降低光电化学检测过程中的电流噪音。而表面修饰的BiOCl纳米片,可以有效的降低样品表面光解水产生羟基自由基（·OH）的能力,增强了空穴对有机物的直接氧化作用。经过计算,与TiO2 NTAs的间接氧化消耗空穴量接近空穴总消耗量相比,TiO2（N40）NTAs以及BiOCl（2）/TiO2（N）NTAs间接氧化消耗空穴量的比值分别降至87.3%及84.6%。（3）采用阳极氧化结合液相处理技术制备了S-N共掺杂TiO2 NTAs,研究S-N共掺杂对TiO2 NTAs光电化学性能的影响。通过X射线衍射仪及扫描电子显微镜表征了S-N共掺杂TiO2 NTAs的形貌与结构,并利用X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱及拉曼光谱分析了S、N元素在TiO2中的掺杂量及存在状态。采用恒电位计时电流法测试了S-N共掺杂样品的光电化学性能。研究结果表明,S、N的掺入对样品的光电化学性能具备明显的改善作用,最优化的TiO2（SN40）NTAs样品的紫外光电流由180.4μA增加到281.3μA。通过测试样品的光学性能、载流子复合几率及电化学性能来研究样品光电化学性能提高的机理。掺杂的S、N元素在TiO2 NTAs能带中引入了杂质能级,拓宽了样品的光响应范围,并且表面存在的S4+与S6+有效的捕获并转移电子,提高样品的电荷分离效率。光响应范围的增加及光生载流子更有效地分离,使S-N共掺杂TiO2 NTAs的光电化学性能优于单一N掺杂TiO2 NTAs。（4）通过光沉积辅助原位反应法,在S-N共掺杂TiO2 NTAs表面修饰了BiOCl纳米片。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及X射线光电子能谱表征了BiOCl/TiO2（SN）NTAs样品的成分结构和微观形貌。以葡萄糖为目标有机物,利用恒电位计时电流法测试了BiOCl/TiO2（SN）NTAs样品的光电化学检测性能。通过XPS价带谱及紫外可见光吸收谱,探究了BiOCl/TiO2（SN）NTAs的能带结构以及光生电子空穴的迁移路径。研究结果表明,表面修饰的BiOCl能够改善样品的光电化学检测性能。最优化情况下,BiOCl（2）/TiO2（SN）NTAs样品对有机物的检测灵敏度为0.274μA/μM,检测限为3.41μM。机理分析表明,S-N共掺杂能够有效的改善TiO2 NTAs基体的光电化学性能。由于能带结构的变化以及S元素掺入所带来的电子捕获作用,提高了样品中载流子的分离效率,进一步降低了有机物检测过程中因电流波动造成的检测噪音。表面修饰的BiOCl纳米片可以增强样品表面空穴的直接氧化作用,TiO2（SN40）NTAs与BiOCl（2）/TiO2（SN）NTAs的间接氧化消耗空穴量比值分别降至68.4%及46.5%。