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二氧化钛（TiO2）是一种重要的无机功能材料，以其化学性能稳定、安全无毒、光催化活性高和良好的电化学性能等优点而被广泛应用。TiO2纳米管阵列薄膜具有较大的比表面积和更强的吸附能力而受到广大研究者的高度关注。本文采用阳极氧化法制备出高度有序、表面较平整的二氧化钛纳米管阵列薄膜，探讨了不同工艺参数对其形貌的影响，并采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射仪（XRD）、EDS等手段进行表征，研究了制备TiO2纳米管阵列的工艺参数（如：氧化电压、氧化时间、电解液浓度、煅烧温度等）对其形貌和结构的影响，并从理论上阐述了TiO2纳米管的生长机理；探讨了不同工艺参数对TiO2纳米管性能的影响。比较了不同工艺参数制备出的TiO2纳米管与光催化性能的关系，并采用电化学沉积的方法将Cu2O修饰到TiO2纳米管管内，有效地提高了其光催化性能，为TiO2纳米管阵列薄膜的研究和应用提供了一些理论依据和实验数据。主要内容如下：以NH4F+水+乙二醇为电解液体系，采用阳极氧化法在钛片基体上制备出高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜，并在不同的退火温度下进行处理。结果表明，不同的煅烧温度对TiO2纳米管的光催化活性影响不同，在500℃时，样品具有较好的晶化程度和仍保持较好的管状结构，光催化活性较高。采用电化学沉积的方法在已制备好的TiO2纳米管管内沉积Cu2O纳米颗粒。结果表明，经Cu2O修饰后的TiO2纳米管具有更好的光催化效果和气敏特性，这是由于Cu2O具有较窄的禁带宽度（Eg=2.1eV），Cu2O修饰能窄化TiO2纳米管的带隙能，具有较大比表面积的TiO2纳米管具有更多的活性点，所制备的复合半导体光催化剂具有较高的光催化活性。