纳米材料复合体系的构建在促进光生电子空穴分离方面具有简捷、经济和高效等特点,因而受到人们的广泛关注。为了提高半导体材料的光催化性能,人们关注于对半导体材料进行表面修饰。目的是为了构筑肖特基势垒和实现光生电子的有效分离。目前,半导体材料的表面修饰主要有贵金属沉积和半导体复合。与光催化原理不用,光电催化（Photoelectrocatalysis,PEC）可以施加偏压产生电场,能够更高效地将电子和空穴进行分离。此外,光电催化过程能够产生电信号。因此,光电催化既可以用于环境修复和能源生产,也可以应用于传感器领域。二氧化钛（Ti O₂）具有独特的性质,如高稳定性、高选择性、高灵敏度和成本低等,因此在光电催化领域受到关注。但是,载流子的体相复合是Ti O₂的缺点之一,它严重降低了Ti O₂的光电催化活性。本论文以Ti O₂为切入点,通过阳极氧化和水热法制备不同形貌的Ti O₂纳米管阵列（Nanotube arrays,NTAs）和纳米棒阵列（Nanorod arrays,NRs）。随后,（1）将Au纳米粒子（Nanoparticles,NPs）修饰在Ti O₂NTAs上构建了柔性的三维Au@Ti O₂纳米管阵列,并研究了弯曲程度对其PEC生物传感性能的影响。（2）将Mo Se₂修饰在Ti O₂NRs上构建了核壳结构的纳米棒阵列（Mo Se₂@Ti O₂NRs）,并研究了Mo Se₂的表面修饰对Ti O₂光电催化制备H₂O₂性能的影响。实验结果表明:（1）柔软的Ti网状基材赋予Au@Ti O₂本质上可折叠的特性,这确保了其PEC生物传感性能几乎不受间接光照射和严重拉伸应变的影响。此外,由于功函数的差异造成Au和Ti O₂之间形成的肖特基势垒促进了来自Ti O₂的电子-空穴分离,从而大大延长了光生空穴的寿命。Au@Ti O₂表现出优异的光电活性和选择性,远远优于没有表面修饰金纳米粒子的Ti O₂。而且,这些空穴及其进一步产生的羟基自由基（·OH）选择性识别并氧化葡萄糖,该结果进一步使用ESR技术直接得到证实。该实验结果的意义可能有助于激发对柔性材料的研究,以促进智能PEC传感设备在实际应用中的实施。（2）可控的水热法可以有效的将Mo Se₂生长在Ti O₂NRs上。由于能带位置的匹配造成Ti O₂和Mo Se₂之间形成异质结,促进了来自Ti O₂的电子-空穴分离。Mo Se₂@Ti O₂的H₂O₂产量高于Ti O₂,该结果意味着Mo Se₂是Ti O₂实现H₂O₂产量高的重要因素,Mo Se₂可有效抑制Ti O₂光生电子空穴的复合,延长载流子的寿命。