二氧化钛半导体材料能在光的激发下产生光生电子空穴对,所以其在光催化和光电转换等方面具有广阔的应用。增加比表面积是一种提高二氧化钛的光催化效率的有效方法。具有一维纳米结构的二氧化钛纳米管与其他形貌的纳米二氧化钛相比,由于其更大的比表面积、更易于分离光生电子-空穴对,具有更高的光催化效率。而且二氧化钛纳米管具有的中空结构为其提供了更大的改性空间,能在内外壁进行修饰、沉积,以改善二氧化钛的性能。甚至能在纳米管的基础上制备出更加复杂的、具有更大比表面积的复杂结构,因此二氧化钛纳米管一直是学术界关注和研究的重点。本文首先研究了脉冲电源与直流稳压电源对阳极氧化的影响,确定了脉冲电源在阳极氧化过程中的使用优势,并针对脉冲电源的输出方式进行了详细研究,确定了95%占空比和30Hz频率的输出方式能在其他参数不变时,产生优异的纳米管阵列,从而优化了实验工艺。通过改变实验条件,采用交替循环电压制备了具有竹节状结构的二氧化钛纳米管,详细研究了各影响因素对竹节状纳米管的影响,并按照实验结果推导出竹节状纳米管的生长机理。最后针对普通的二氧化钛纳米管和竹节状纳米管进行了一系列的性能检测和表征,确定了纳米管的成份、晶型、对光的吸收区域以及电化学性能。发现在有机氟化铵电解液中利用阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管,在制备过程中也引入了碳元素,降低其禁带宽度,增加了对可见光的响应区,具有更高的光催化性能。