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TiO2是一种价廉易得、无毒、且具有较高催化活性的光催化剂，TiO2纳米管是TiO2纳米材料的一种特殊形貌，具有较高的吸附能力，纳米管的管状结构使光生电子、空穴逃逸到纳米管表面参与氧化还原反应只需要皮秒的时间，降低了电子与空穴的复合几率，从而能够提高光量子效率，因此TiO2纳米管有望提高TiO2光电转换效率、光催化性能，对它的研究有一定的意义。本文以尺寸约为20nm的TiO2粉体为前驱体采用水热法制备出了具有一定管状形貌的H2TiO3.nH2O纳米管，分别采用两步水热法和煅烧法制备TiO2纳米管。对其进行非金属掺杂制备出改性TiO2纳米管。以甲基橙溶液和KNO3溶液为模拟废水，研究了氧化钛基纳米管对甲基橙溶液和KNO3溶液的光催化降解性能，主要研究结果如下：1.氧化钛基纳米管材料的制备及改性(1)以钛酸四丁酯为原材料采用水热法制备TiO2纳米粉体，通过XRD、SEM等手段对其进行表征发现，TiO2纳米粉体是一种球状颗粒约为20nm。该TiO2纳米粉体具有金红石相和锐钛矿，其中金红石相含量为23%，锐钛矿含量为77%。(2)以自制的TiO2纳米粉体为前驱体采用水热法制备出具有管状形貌的H2TiO3.nH2O，在此基础上分别采用煅烧法和二次水热法制备TiO2纳米管，用XRD、SEM、TEM等手段对其进行了表征，发现得到的H2TiO3.nH2O纳米管为无定型结构，高度无序的缠绕在一起，管径20nm左右管长200nm左右，制得的TiO2纳米管材料具有锐钛矿结构。(3)采用二次水热法制备了Cl和S掺杂的改性TiO2纳米管，通过FT-IR分析表明掺杂S以SO42-形态螯合在TiO2纳米管内部。2.氧化钛基纳米管材料的光催化性能(1)以钠灯为模拟可见光源，以甲基橙溶液为模拟废水，研究所制备的催化剂的光催化性能，结果发现:1H2TiO3.nH2O纳米管的光催化活性较低，经过150min光催化反应，甲基橙的降解率只有24.7%；2TiO2纳米管材料的光催化性能有所提高，其中煅烧法（400℃，2h)制得的催化剂在光催化反应150min后，对甲基橙的降解率达到50.0%，两步水热法（120℃，6h)制得的TiO2纳米管光催化反应150min后，对甲基橙的降解率达到75.0%。3改性TiO2纳米管材料的光催化性能优异，其中掺杂Cl的TiO2纳米管材料在光催化反应150min后，对甲基橙的降解率达到98.0%，掺杂S的TiO2纳米管材料在光催化反应150min后对甲基橙的降解率近100%。(2)本文以高压钠灯为模拟可见光源，以KNO3为模拟废水，研究所制备的光催化剂对NO3-的光催化降解性能，结果发现：S掺杂TiO2纳米管材料对NO3-有显著的降解活性。通过实验研究了空穴捕获剂及其加入量、硝酸盐初始浓度等因素的影响，寻找到了较佳处理条件。在以HCOOH为空穴捕获剂，其加入量为0.04mol/L，硝酸盐初始浓度为50mg/L下，降解150min后NO3--N转化率、总氮去除率和N2选择性分别达到87.0%、78.6%和90.3%。本文还研究了H2TiO3.nH2O纳米管对亚甲基蓝的吸附作用，结果表明H2TiO3.nH2O纳米管与亚甲基蓝通过正负电荷的相互吸引作用进行吸附。溶液的初始浓度为40mg/L、温度为50℃、pH为10、H2TiO3.nH2O钠米管的加入量为0.25g/L时15min后吸附达到饱和此时的最大吸附量为129.4mg/g。