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一维的TiO2纳米管,因其价格低廉、无毒性和优异的化学稳定性,被人们广泛应用光催化水分解制氢方面。然而,由于较大的禁带宽度(3.0-3.2eV)和较多的电子-空穴复合中心限制了其光转换制氢(Solar To Hydrogen, STH)效率。本文探究了影响阳极氧化制备TiO2纳米管(Anodic Titanium Oxide, ATO)的因素,并对ATO纳米管进行表面改性,拓宽了ATO可见光响应范围,进而提高了光电催化活性。首先,本文采用恒压阳极氧化法制备ATO纳米管,探讨了电解液组分、电压、温度等各个因素对ATO纳米管的生长过程和纳米管形貌的影响。结果表明：同样的电解液体系,ATO纳米管生长速度随阳极氧化电压的升高呈指数上升的趋势,纳米管的外径则呈现先增加然后趋于饱和的特征；温度主要影响ATO纳米管的生长速度；电解液中的水含量是获得较大外径的ATO纳米管的关键因素,水含量增多,纳米管的外径呈增大趋势。研究了不同阳极氧化条件和测试条件对ATO纳米管的光催化活性的影响,确定催化活性最好的ATO纳米管阳极氧化制备工艺和测试条件。其次,本文在以上实验基础上,分别采用柠檬酸三钠还原法和NaOH沉积-沉淀法成功的将Au负载到ATO纳米管上。结果显示：柠檬酸三钠还原法制备的Au颗粒在纳米管表面分布不均匀,颗粒呈圆形,直径较大；而NaOH沉积-沉淀法制备的金纳米粒子分布均匀,且直径较小,负载面积大。NaOH沉积-沉淀法制备的ATO-Au纳米管对可见光的吸收范围延伸至550nm,在465nm可见光下产生的光电流密度比ATO纳米管提高了15倍。最后,首次采用电化学还原法H掺杂ATO纳米管进行光催化水制氢,并分析了其表面形貌、结构以及光电催化性能。结果表明：H掺杂ATO纳米管前后,纳米管表面形貌和晶型未发生变化,但其拉曼发生蓝移并且导电性增强,这是由于H掺杂将氧空位引入到ATO纳米管中。相对于未处理的ATO纳米管,H掺杂的ATO纳米管在AM1.5G模拟太阳光下的光电流密度增大。入射光量子转换效率测试表示增强的光电流主要归功于其在紫外光区域催化活性的提高。