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光电化学法是结合电化学和光催化的技术,利用材料修饰电极以光催化法将太阳能转化为电能和化学能,并通过光电效应产生的电子和空穴对环境产生氧化还原作用。光电化学法是一种能够有效解决水体环境污染和能源匮乏问题的绿色环保技术。光催化材料是光电化学系统的核心,纳米TiO2被认为是最具潜力的环保型光催化材料之一,与窄带隙的半导体复合形成异质结可有效提高其光催化特性。本研究以阳极氧化法制备出TiO2纳米管阵列（TiO2 nanotubes arrays,TNAs）后,采用方波伏安电化学沉积法（Square wave voltammetry electrochemical deposition method,SWVE）成功合成Cu2O负载的TiO2纳米管阵列异质结（Cu2O/TNAs）复合材料电极。利用高分辨率场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见吸收光谱（UV-vis）对样品进行表征,研究其表面形态、晶型特征、化学组分和光学特性。通过光电化学测试及光电化学催化降解布洛芬同时产氢气的实验,研究Cu2O/TNAs复合电极的光电化学特性。并利用电子自旋共振（ESR）分析,辅助探讨样品的光电化学系统反应机制。FESEM结果表明Cu2O主要以八面体和花型的形态均匀负载在TiO2纳米管阵列上。XRD结果表明Cu2O/TNAs中TiO2为锐钛矿型,结晶度良好。XRD和XPS结果证明,样品中Cu元素以Cu2O形式存在。UV-vis结果表明Cu2O/TNAs的光响应范围红移（Red shift）至可见光区（最大红移至Eg=1.64 eV）。光电化学测结果表明所制备的Cu2O/TNAs异质结电极具有良好的光电化学特性,以100W汞灯为光源,0.5 V外加电压条件下,电流最高达4.40 mA/cm2。且Cu2O的负载,有利于抑制光生电子-空穴复合,有效延长其电子寿命,EIS结果表明在0.5 V外加电压下,Cu2O/TNAs的最大电子寿命（τt）为30.79 ms,是TNAs电子寿命的2.2倍。在光电催化降解布洛芬同时产氢气的实验当中,Cu2O/TNAs光电化学降解布洛芬的效率明显优于TNAs,且光电化学作用是光催化和电化学的协同作用。ESR测试证明在TNAs和Cu2O/TNAs光电化学系统的反应过程中有?OH中间产物的生成。本研究在光电化学系统的阳极和阴极同时实现了氧化降解有机污染物和还原水产氢气,此实验体系可在光电催化降解水中有机污染物同时产氢气方面具备良好的应用前景,并希望为今后光电化学系统反应机理的研究提供参考。