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TiO2是一种环境友好、无毒、化学性质稳定的无机功能材料,近二十年来在光催化和光降解领域得到迅猛的发展。在生物医学涂料、光伏设备、传感器、空气净化器、污水处理器等方面有很大的应用前景。随着研究的深入,科学家发现纳米TiO2管比纳米颗粒有着更好的物理、化学性能。TiO2纳米管由于有更大的比表面积可望提高它的光电转换效率和光催化性能。本文以乙二醇-氟化铵为电解液体系,在纯钛片表面成功制备出纳米TiO2管。以金红石型纳米二氧化钛为前驱物与浓碱在聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜进行水热反应,成功制取了纳米TiO2管。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV-VIS)等方法对所制备的纳米TiO2材料的晶型、表面形貌和光催化活性进行了表征。主要实验结果如下：扫描电镜(SEM)分析可知,氧化电压和氟化铵的浓度对管的形貌影响起决定性作用,反应时间只影响管的管径。氧化电压为60V、反应时间为12h、氟化铵的质量浓度为0.25wt%时可制得形貌很好的纳米管。水热法制备的纳米TiO2管形貌与反应温度和碱浓度有关。在碱浓度为10mol/L、反应温度为160℃时制备的纳米管分散性较好。X射线衍射仪(XRD)分析结果表明,阳极氧化法制备的纳米TiO2管在热处理温度为350℃时,样品开始由无定型TiO2转变为锐钛矿型TiO2。当热处理温度到达450℃时,开始出现金红石型TiO2的衍射峰。热处理温度达到650℃时,锐钛矿型TiO2完全转别为金红石型TiO2。水热法制备的纳米TiO2管经过400℃、500℃、600℃热处理以后纳米管的晶型没有改变,都为锐钛矿型。氮气吸附脱附实验可以证实,水热法在不同碱浓度条件下制备的纳米TiO2管的比表面积都比前驱物的大很多。在碱浓度为10mol/L时,样品的比表面积更是达到了前驱物的六倍多为310.25m3/g。以纳米TiO2为催化剂,光催化降解亚甲基蓝溶液得到如下结论：不同电压和氟化铵浓度制备的TiO2纳米管由于其表面形貌和结构的差异,对其光催化性能有重要影响。随着电压的不断升高,制备的纳米管对亚甲基蓝的降解率不断升高。氧化电压为60V,氟化铵的质量浓度为0.25%时催化效果为最好。热处理温度对水热法制备的纳米TiO2管光催化性能影响不大,因为纳米管的晶型在不同温度的热处理后晶型没有改变。而对阳极氧化法制备的纳米TiO2管影响较为显著。亚甲基蓝的浓度对两种方法制备的纳米Ti02管的光催化性能影响都很大。因为随着亚甲基蓝浓度的提高,催化剂表面的吸附过程逐渐取代空穴—电子对的形成过程成为亚甲基蓝降解的控制过程。由于催化剂表面的吸附能力是有限的,随着浓度的增加,吸附量的增加越来越困难,造成降解率下降。其次,亚甲基蓝是一种染色剂,随着浓度增加,其溶液的颜色也会加深,这样就会阻碍光线到达催化剂表面和亚甲基蓝的光解。