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半导体光催化技术不仅能利用太阳能分解水制氢,还可将水中污染物光催化降解成无毒小分子,有望解决能源危机和环境污染问题,因而愈受到人们的关注。在目前已报道的半导体光催化材料中,Ti02纳米管阵列(TNTAs)以其比表面积大、吸附能力强和独特的管状阵列结构等特点成为当前光催化领域的热点材料。但其只能吸收紫外光,太阳光利用率低；同时其光生电子与空穴复合率高,限制了潜在应用。针对以上问题,本论文主要以TNTAs为载体,进行CdS和Pt的负载,分别制备了Pt-TNTAs、CdS-TNTAs和Pt/CdS-TNTAs复合光催化剂。采用X射线粉末衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和X射线能量色散谱仪等技术对它们的结构和性质进行表征。通过光催化降解罗丹明B(Rh B)和悬浮体系光催化制氢对它们的光催化活性进行研究,结论如下：(1)采用电化学阳极氧化法分别用以乙二醇、二甲基亚砜(DMSO)、丙三醇和(NH4)2SO4为基础的电解液制备了TNTAs。其中丙三醇电解液制备的TNTAs与钛基底附着最牢固,管口敞开,管径均一。紫外光光催化测试表明,四种电解液制备的TNTAs光催化性能为乙二醇> DMSO>丙三醇> (NH4)2SO4,这主要是由纳米管的长度决定的。以乙二醇和DMSO为电解液制备的TNTAs管口坍塌和捆扎,不利于纳米颗粒的沉积,且易从钛片剥落不利于循环回收利用。故采用丙三醇电解液制备的TNTAs作为以下负载基底。(2)采用改进的光照还原二步法将Pt量子点沉积到TNTAs内外管壁,制备了Pt-TNTAs复合光催化剂。比较不同前驱液浓度对Pt负载量的影响,在0.3mM、1.0mM和2.0 mM浓度中,浓度越大Pt负载量减少。紫外光光催化测试表明,相比于Pt(0.3)-TNTAs和Pt(2.0)-TNTAs, Pt(1.0)-TNTAs的光催化活性最强,且其降解速率约为纯TNTAs的3.3倍。自旋捕获测试证明,羟基自由基和超氧自由基在Pt(1.0)-TNTAs光催化降解Rh B过程中均产生。(3)采用改进的连续离子层吸附反应法将CdS量子点沉积到TNTAs内外管壁,制备了CdS-TNTAs复合光催化剂。紫外可见吸收光谱证明由于协同效应,TNTAs上CdS量子点的结合提高了其可见光响应。比较CdS(10)-TNTAs、CdS(15)-TNTAs、 CdS(20)-TNTAs,CdS(15)-TNTAs具有最高的可见光光催化制氢和降解Rh B性能,这主要归因于合适的CdS负载量和CdS量子点良好的分散性。(4)在TNTAs表面有序地沉积Pt和CdS量子点制备三元混合Pt/CdS-TNTAs复合光催化剂,尺寸分别为3 nm、7nm的Pt和CdS量子点与Ti02以三角形式相接触。该复合纳米材料呈现很强的可见光响应、协同效应和明显的电子间相互作用。与TNTAs、Pt-TNTAs和CdS-TNTAs相比,Pt/CdS-TNTAs具有显著提高的可见光光催化降解Rh B性能。捕获实验和自旋捕获测试证明超氧自由基和羟基自由基在可见光降解Rh B过程中起主要作用。相比于粉末光催化材料,该三组份复合光催化剂易于回解Rh B过程中起主要作用。相比于粉末光催化材料,该三组份复合光催化剂易于回收利用,且具有较高的光催化稳定性。该材料在环境和其它领域具有较好的应用前景。