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TiO2由于其优越的物理化学性质在光催化、锂离子电池和电化学电容器领域受到各国研宄者关注。通过阳极氧化方法在钛基底上原位合成的TiO2纳米管阵列具有多孔结构，大的比表面积，有效的电子传输通道和低的离子扩散阻力等特点，同时可以作为负载高比电容活性物质形成复合纳米阵列良好的模板。TiO2具有良好的光催化性质，但由于其为宽禁带（约3.2eV）半导体，仅能由紫外光（K387nm）激发显示活性，如何提高TiO2的光催化效率已成为TiO2在光催化领域面临的首要问题。N掺杂可有效降低TiO2的禁带宽度，拓宽光谱吸收范围到可见光区域，提高TiO2的光催化效率。TiO2的半导体性质在诸多领域中发挥重要作用，但对于需要快速电子传输的电化学电容器来说，导电性需要改善。N掺杂可以提高TiO2的导电性达到电极材料电化学性能提高的目的。本论文以TiO2纳米管阵列为模板，主要研宄结果包括以下三个方面：（1）阳极氧化制备的TiO2纳米管阵列，在NH3气氛中退火，实现对TiO2纳米管阵列的原位N掺杂，有效提高TiO2纳米管阵列的导电性和电容性能。N掺杂的TiO2纳米管阵列样品退火温度越高电容性能越好，从TiO2到TiN电容提高的根本原因是氮元素的掺入引起材料内部载流子浓度的提高，TiN纳米管阵列电极具有良好的大功率放电性能和优异的循环稳定性。（2）通过电化学沉积法Ni（OH）2沉积到TiN纳米管阵列表面及纳米管内部，形成TiN/Ni（OH）2复合纳米结构，考察了不同沉积时间对TiN/Ni（OH）2复合纳米结构表面形貌及电容性能的影响。TiN/Ni（OH）2复合纳米结构可以同时利用Ni（OH）2产生的法拉第赝电容和TiN纳米管阵列导电内核结构。（3）通过多孔TiN纳米管阵列空气中450°C退火3h制得的多孔N-TiO2纳米管具有最佳的可见光光催化性能，3h内对RhB降解率为32%，主要原因是多孔结构比表面积大和快速质子流通速率。空气中退火的保温时间对光催化结果有影响，经实验证实，450°C退火3h制成的多孔N-TiO2纳米管具有最佳的可见光光催化性能。