近年来,以钛为基底生长的TiO2纳米管(TNT)由于其晶粒边界少、表面积与体积比值高,是一种优良的膜电极材料,因此受到了科学家们广泛的关注。而光电催化技术是近年来兴起的一门同时集合了光催化与电催化优势的新型研究领域。目前,将光电技术与TNT有效结合并应用于有机污染物的降解,能够快速对有机物进行降解矿化,在环境保护领域显示出了广阔的应用前景。但光电催化技术还有很多问题需要解决,其中光电催化机理的理论研究是重中之重,光电催化性能及机理的基础研究,是后期设计高效光电材料及反应器、提高光电效率的根本依据。本论文采用二次阳极氧化法合成了 TiO2纳米管(sTNT),通过XRD、XPS、SEM和DRS等手段对其结构形貌等进行了表征,并通过模拟太阳光下降解罗丹明B的反应对其光电催化机理进行了详细研究。同时,通过原位光还原法对sTNT进行了贵金属银的负载,详细分析了 Ag修饰对sTNT光电催化机理的影响。论文得到如下结果:(1)通过二次阳极氧化法合成了表面光滑平整的sTNT,纳米管管径大约为70-80 nm左右,管长达9 μm;(2)当施加+0.6 V vs Ag/AgCl电压时,二次阳极氧化纳米管表现出最优的光电催化活性,为光催化活性的2.93倍;(3)采用原位光还原法,通过控制沉积时间和光照时间合成了一系列载银纳米管复合物(Ag/sTNT),其中沉积时间为3 h,光照时间为5 min的样品(Ag/sTNT-3-5)表现出最优的光催化性能;(4)Ag/sTNT-3-5表现出优异的光电催化稳定性,当施加-0.6VvsAg/AgCl偏压时,有机物能在120min内降解完全。对于sTNT和Ag/sTNT-3-5样品的光电催化机理进行分析,认为sTNT和Ag/sTNT-3-5出现活性极大值的原因是:(1)外加正偏压+0.6V时,sTNT导带上电子与价带上空穴的转移达到一个动态平衡,光生电子与空穴的分离效率最高,复合率最小;(2)当施加-0.6 V偏压时,金属Ti和Ag对二氧化钛纳米管导带上电子的分离作用相等,转移到Ag上的光生电子最多,大量电子产生活性物种,致使光电催化活性达到极大值。本论文的创新点:(1)详细分析Ti基底对二氧化钛纳米管的导带和价带载流子的分离作用,阐明了 sTNT光电催化降解染料的机理;(2)通过将sTNT与贵金属复合,对比复合前后的光电催化活性规律,详细分析了 Ag对sTNT光电催化机理的影响。