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本论文采用阳极氧化法在钛基底上制备出了一层高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜,并探讨了其最佳的制备条件。将所得的TiO2纳米管阵列薄膜进行了晶化处理,在保持了其良好管状结构的前提下得到了高纯度的锐钛矿型结构的TiO2纳米管阵列薄膜。本论文对制备出的TiO2纳米管阵列薄膜进行了改性研究,分别用水热法和溶剂热法制备出了分别沉积β-FeOOH和Cu2O纳米颗粒的复合TiO2纳米管阵列薄膜。同时利用SEM、XRD、EDS、Uv-vis等表征手段对所制备的样品的表面形貌、化学组成、晶型、紫外可见光吸收性能等进行了测试表征。取得如下重要的实验结果:（1）在KF、乙二醇的混合溶液中利用阳极氧化法在基底钛表面制得了一层排列整齐、形貌均一的TiO2纳米管阵列薄膜。将所得的薄膜进行水热处理,结果表明水热处理即使在较短的时间内（如3h）也可在较低温度下（如120℃）将TiO2纳米管阵列薄膜由无定形转变为锐钛矿型结构。提高水热温度或延长水热时间可以提高薄膜的结晶度,但同时纳米管管壁结晶度增加会使管内径变小甚至堵塞,从而破坏管状结构。（2）在含有表面活性剂CTAB的FeCl3的水溶液中,利用水热法首次制备出了β-FeOOH纳米棒修饰的TiO2纳米管有序复合薄膜。与纯TiO2相比,β-FeOOH纳米棒修饰的TiO2纳米管有序复合薄膜其光谱吸收带边位置已由紫外区域红移到可见光区域,带隙宽度约为2.04ev。（3）在30ml乙二醇和10ml DMF的混合液中,采用溶剂热法首次制备出了 Cu2O纳米颗粒修饰的TiO2纳米管阵列复合薄膜。这些纳米级的Cu2O沉积在TiO2纳米管阵列的管壁或管口,但又不堵塞TiO2纳米管,保持了 TiO2纳米管的高度有序性。同时,Cu2O修饰的TiO2纳米管复合薄膜对于光谱的吸收边出现了明显的红移现象,并且红移量随着CuSO4的量的增加而增多。