TiO2纳米管(TNT)阵列材料因其高度有序的纳米结构特性,在光催化、化工合成以及光伏能源等领域有着重要应用[1-2]。目前,TNT阵列主要通过在大电流密度下电氧化法制备。近来,研究报道电氧化合成过程中存在着电化学振荡等非线性现象[3-4]。这启示我们：实际TNT阵列材料电合成过程蕴含丰富的非线性机制。然而,现有研究很少关注电流振荡等非线性现象与纳米阵列结构之间的内在关联,导致电化工过程放大及强化缺乏系统理论指导。本研究尝试借鉴图灵斑图理论来解析TNT阵列材料电合成过程中的非线性机制,从而为材料结构调控及过程强化提供新的思路。研究表明,纳米阵列生长形成是由于胶体粒子在电场强化下的扩散-反应耦合导致的,纳米结构有序性与反应系统非线性动力学机制紧密关联。研究建立了反应动力学方程组,并据此讨论了纳米有序结构调控的阈值窗口以及温度、电压、添加剂等反应条件对动力学机制的影响。进一步研究表明,电极表面钛氧溶胶扩散行为强化是制备高有序度TiO2纳米管阵列的关键因素。这为通过化工流场强化TiO2纳米管阵列电合成过程以及TiO2纳米阵列材料提供了理论指导。