自清洁材料广泛应用于生活中的方方面面,如装饰材料、窗户玻璃、汽车反光镜和太阳能电池板等。TiO₂由于化学稳定性高、无毒无污染、制备简单、价格低廉等优点而在自清洁领域受到了广泛的关注。但现在依然存在一些问题,如TiO₂薄膜的亲水机理尚不明确,光催化性能和亲水性之间的关系还处于研究阶段;TiO₂薄膜大多需要光照处理后才具有超亲水性,这在雨天等光照不足的环境下无法使用。因此,本文以研究一种无需光照就具有超亲水性的TiO₂自清洁薄膜为目的,通过对TiO₂纳米管阵列（TiO₂-NTAs）进行表面改性和掺杂,来提高其自清洁性能。（1）采用电化学阳极氧化法,以钛片作阳极,铂片作阴极,分别以添加一定量NH4F的H3PO4和（CH2OH）2为电解液,制备出直径为110 nm左右的TiO₂纳米管阵列。在（CH2OH）2电解液中制备的TiO₂纳米管阵列的水接触角初始值为14.5°,远小于同条件下在H3PO4电解液中制备的TiO₂纳米管阵列的水接触角初始值（133.67°）,并研究了TiO₂纳米管阵列的亲水机理。（2）采用化学还原法,用铝粉包裹TiO₂纳米管阵列退火,成功的制备出黑色TiO₂纳米管阵列。研究发现,随着退火温度的升高,TiO₂纳米管阵列的水接触角总体上呈现出先增大后减小的趋势。经过300℃和450℃退火后的TiO₂纳米管阵列,在光照后水接触角有了明显的减小。而且,经过300℃和450℃退火后产生的黑色TiO₂纳米管阵列其光吸收范围从紫外光扩展到了可见光,极大的提高了对可见光的利用率。（3）采用非金属离子掺杂法,用硫酸铵作为N源、S源,成功制备出N/S共掺杂黑色TiO₂纳米管阵列。研究发现,随着N和S元素掺入量的增加,TiO₂纳米管阵列的水接触角呈现出不断减小的趋势,当硫酸铵添加量达到0.5 g时,接触角减小到10°,光照后,减小为7.5°,而且N/S共掺杂TiO₂纳米管阵列对可见光有着显著的吸收,其光吸收性能随着硫酸铵添加量的增加而变强。