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TiO2纳米管阵列(NTAs)由于其独特的三维管状结构表现出优越的吸附性能和较好的紫外光响应能力，在光催化材料领域有巨大应用潜力。但仍存在光响应范围窄，电子-空穴对复合几率较大的问题。本研究采用阳极氧化法制备TiO2 NTAs薄膜，并采用多重沉积技术制备了具有明显可见光响应的窄禁带半导体(CdS-CdSe)与金属(Pt)共修饰TiO2 NTAs，材料表现出良好的可见光光催化性能。 首先采用阳极氧化法制备TiO2 NTAs薄膜，然后以TiO2 NTAs薄膜为基底，分别采用光还原法、化学浴沉积和电化学沉积法沉积Pt、CdS和CdSe纳米颗粒(NPs)，制备出CdS/Pt/TiO2、CdSe/CdS/TiO2和CdSe/CdS/Pt/TiO2 NTAs。通过调整H2PtCl6浓度、CdS沉积周期和CdSe沉积时间来控制Pt、CdS和CdSe NPs的相对量，实现Pt、CdS和CdSe NPs的可控沉积。对制备的样品采用XRD、SEM、EDS、XPS、TEM、UV-Vis进行表征，分析了样品降解甲基橙(MO)的效果，并进行了动力学分析。讨论了各沉积工艺参数对修饰后的TiO2 NTAs微观结构和可见光光催化性能的影响。初步比较了CdS/Pt、CdSe/CdS和CdSe/CdS/Pt共修饰的TiO2 NTAs与Pt、CdS和CdSe单一粒子修饰的TiO2 NTAs在性能上的差异。探讨了光生电子在复合结构中的传输路径。 研究结果表明:XRD、EDS及XPS多种分析手段的综合结果显示，Pt、CdS和CdSe已有效沉积在TiO2纳米管上，其中Pt以单质状态存在。SEM及TEM观测发现，三种粒子的尺寸分别约为40 nm、10 nm和6 nm。UV-Vis及可见光光催化结果显示，CdS/Pt与CdSe/CdS共修饰的TiO2 NTAs的可见光响应实现了单一粒子修饰TiO2 NTAs的叠加效应，而CdSe/CdS/Pt三重修饰的TiO2 NTAs尽管在可见光区域有很强的吸收，且在400～600nm范围内的吸收增强较为显著，但其可见光光催化活性略低。CdS/Pt/TiO2 NTAs和CdSe/CdS共修饰的TiO2 NTAs经过2h可见光照射后光催化降解率分别可以达到91.9％和96.0％。15次重复降解实验后，CdS/Pt/TiO2和CdSe/CdS/TiO2 NTAs的光催化降解率仍可以达到91.7％和84.3％。CdSe/CdS/Pt/TiO2 NTAs经过2h可见光照射后光催化降解率只有92.8％，没有达到最高值。过多的沉积纳米颗粒量减少了接收光照的有效面积以及介质流动空间，三重沉积的工艺需进一步优化。 本研究采用可控沉积窄禁带隙半导体CdS和CdSe将光响应范围拓展到可见光区域，通过贵金属Pt的沉积促进光生电子-空穴对的分离。通过控制材料的微结构，使两种机制协同作用，获得了具有可见光响应的光催化性能优越的CdSe/CdS/Pt共修饰TiO2 NTAs。建立了沉积模型，分析了光生电荷传输路径，为制备新型纳米TiO2光催化材料提供理论依据和技术支持。