本文采用电化学阳极氧化法制备了形貌均匀的TiO₂纳米管。结合扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、X-射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）等现代物理表征手段对样品的结构、形貌及其光学特性进行分析。结果表明:TiO₂纳米管垂直生长于钛基底表面,排列紧密、分布均匀,管径约90 nm,管壁厚约20 nm,管长约1μm。样品主要以锐钛矿晶型为主,伴随少量的金红石晶型。DRS分析表明,TiO₂纳米管的禁带宽度为3.28 eV。以4-氯酚模拟废水为目标污染物,探讨了TiO₂纳米管在紫外光照射下的光电催化降解特性。实验结果表明,TiO₂纳米管的光电催化降解效率高于光催化和电化学降解效率之和,表现出一定的光电协同作用。分析了TiO₂纳米管光电催化降解4-氯酚的主要影响因素:4-氯酚初始浓度、外加阳极偏压、溶液pH值、光照强度、支持电解质浓度等。与此同时,考察了TiO₂纳米管的稳定性,在相同的实验条件下,重复使用8次后,4-氯酚的降解效率仍能达到80%以上。通过对降解速率的考察,证明了TiO₂纳米管降解4-氯酚反应遵循一级反应动力学特征。采用两步法（电化学阳极氧化法和水热法）制备TiO₂/ZnO复合纳米管。XRD、SEM、XPS分析结果表明:TiO₂/ZnO复合纳米管由TiO₂和ZnO组成,纳米管的直径约60～80nm,长约300nm,表现出锐钛矿TiO₂和六方纤锌矿ZnO的晶型。与TiO₂纳米管相比,该样品在紫外光区有更强的吸收,表现出更高的光电催化活性,4-氯酚降解效率达到96.1%,降解反应符合一级反应动力学特征。此外,采用电化学阳极氧化法制备了N掺杂TiO₂纳米管。考察了不同电解条件对N掺杂TiO₂纳米管的形貌以及N掺杂量的影响。DRS分析表明,N掺杂TiO₂纳米管在可见光部分有较强吸收,吸收带边“红移”,提高了对可见光的利用率。N掺杂TiO₂纳米管在可见光照射下的光电催化降解效率达到28.7%。