工业废水中各类有机污染物的肆意排放所造成的水体污染问题持续影响着人类的生态文明发展,而利用便捷的阳极氧化工艺和溶液浸渍法制备出高效能的光催化剂去氧化降解污水被认为是解决这一问题的最有效手段之一。本文采用二次阳极氧化技术,以钛片为基底提供原子钛,以氟化铵的乙二醇溶液作为电解液,通过溶剂水提供氧原子,外加两次外电流作用,以肖特基势垒牢固结合纳米管与金属钛导电基板,制备出TiO2纳米管阵列。对比了二次氧化技术与传统氧化技术的优势,探究了最优工艺条件以获得较好的微观结构与样貌、最佳的光催化性能和亲水性能,包括温度、电压、电极间距、氟化铵浓度和钛基阳极面积等。为拓宽TiO2光响应范围,降低光生电子和光生空穴复合率,进一步提高光催化性能,进行BiOCl纳米片-TiO2纳米管阵列的半导体复合实验,构筑p-n异质结型TiO2基复合光催化剂。探究了复合材料的光催化机理并观察其物相及形貌,并对其进行了元素及价态分析、比表面积和孔体积分析、稳定性分析等,同时研究了不同Bi3+浓度下的复合材料对于甲基橙和酸性大红溶液的光降解性能,并探究了p H值对光催化效率的影响,计算出相应的反应动力学方程等。具体研究结果如下:（1）、高密度多晶的锐钛矿相TiO2纳米管阵列在钛基底上制备成功。XRD图谱和电镜照片显示在[101]晶面方向晶相含量最高,纳米管管长约7μm,管径在150nm左右,排列规整,结构致密,拥有良好的排列规则与有序性。（2）、二次阳极氧化法相比传统的阳极氧化法,通过在反应阶段增加清洗氧化膜的过程,能够得到结晶度更好、排列更加致密规整的TiO2纳米管阵列,且反应时间可从10h直接缩短到2h。（3）、利用场致溶解理论解释了TiO2纳米管阵列的形成及成长机理,即将反应过程分为三个阶段:氧化反应阶段、纳米管形成与成长阶段、生成-溶解平衡阶段。（4）、探究了TiO2纳米管阵列的最优制备工艺条件。采用控制变量的方法,得出在反应温度为25℃、反应电压为55V、电极间距为2cm、氟化铵浓度为0.1mol/L、钛基阳极面积为5cm×2cm条件下,TiO2纳米管阵列具有最佳的晶相结构、微观形貌、光催化活性以及亲水性能,在这一阶段的实验中,甲基橙和酸性大红溶液的降解率最大可分别达到88.7%和79.3%,光学接触角最低为6.7°。（5）、通过溶液浸渍法成功地在钛基底上制备出了BiOCl纳米片-TiO2纳米管阵列复合材料。XRD图谱和电镜图片显示生成了四方相BiOCl纳米片,纳米片直径约50nm,沿[110]晶面方向生长,呈团簇状与纳米管表面直接接触。XPS结果表明了复合材料中Ti4+和Bi3+的存在,证明了BiOCl与TiO2的共存状态。而氮气吸脱附测试显示复合材料的比表面积和孔体积均获得了较大提升,达到了87.774m~2/g和0.559cm~3/g。（6）、利用能带理论解释了复合材料的光催化机理。复合材料产生了p-n异质结,使得BiOCl和TiO2相互接触的界面处形成了耗尽区并产生内置电场,电场改变了界面处的能带并为光生电子与光生空穴的分离提供驱动力,这样带负电的光生电子将由电势更负的BiOCl导带跃迁至TiO2的导带,而带正电的光生空穴将由电势更正的TiO2的价带跃迁到BiOCl的价带,这样就避免了光生载流子的复合,大大提升光催化性能。复合材料对甲基橙和酸性大红溶液的降解率最大可达99.1%和97.4%,且在循环三次实验后,依然保持了较高的降解效果。（7）、探究了BiOCl的含量对复合材料性质的影响。在Bi3+浓度为0.03mol/L时,四方相BiOCl的结晶度最高,纳米片在与纳米管阵列接触的同时留有空隙,为p-n异质结构建及接受充足的光源提供了条件。在此条件下,复合材料满足一级反应动力学方程,拥有最大降解速率的同时,保持了最佳的降解率。（8）、探究了复合材料在不同p H环境下的降解效果。结论为在p H值为6时,复合材料能够发挥最佳的光催化性能。