二氧化钛具有稳定的理化性质、较强的抗腐蚀能力、高的催化活性以及光电转化效率,所以受到人们的广泛关注。但在实际运用过程中,Ti O2粉体材料在催化降后存在难以回收、粉体颗粒之间容易发生团聚现象,加之Ti O2材料对太阳光的利用率低、导电性差等问题,较大的阻碍了二氧化钛纳米材料在实际生活中的广泛应用。基于上述问题,本篇论文使用阳极氧化以及水热法分别在钛箔表面得到一维Ti O2纳米材料,之后在不同气氛条件下对纳米材料进行热处理,考察不同气氛对纳米材料催化以及电化学性能的影响;同时运用电化学掺杂、非金属掺杂等掺杂手段对纳米材料进行改性处理,分别考察掺杂前后样品的性能差异。分别使用空气以及氩气作为热处理气氛对阳极氧化制备得到的纳米管结构进行处理,之后对样品形貌、晶型以及性能进行考察后发现:使用不同气氛进行热处理对样品的形貌、晶型几乎没有任何变化。但是从Raman光谱分析得知,经过氩气处理后的样品比经空气处理后的样品含有更多的氧空位,而氧空位具有类似半导体掺杂的作用,会影响Ti O2的能带以及费米能级,对半导体自身的理化性质影响较大,这从两种样品的催化以及电容性能测试可以看出:经过氩气处理后的样品对甲基橙的光电催化降解率为空气处理后的1.23倍,其电容值约是后者的84倍左右(100m V/s扫速条件下)。接着,通过电化学掺杂对纳米管进行改性,发现掺杂前后样品的形貌及晶型未出现任何的变化。通过实验发现,掺杂电压、时间、电极间距均对掺杂后的样品的电化学性能有较大影响。当掺杂电压为5V、掺杂时间为60s、电极间距为1.5cm时得到的掺杂样品电化学性能最佳。当充电电流密度为0.01m A/cm2,电化学掺杂后得到的样品其电容性能是未掺杂的3.32倍,与此同时,掺杂后的样品其催化性能是未掺杂的1.25倍。采用水热法在钛箔表面制备得到一维纳米Ti O2纤维网状薄膜结构,分别使用空气、氩气两种气氛对样品进行热处理。考察样品的形貌、晶型以及性质后发现,使用不同气氛进行热处理对样品的形貌、晶型几乎没有任何变化,但是经过氩气处理后样品的电容性能是空气处理后的15倍左右(100m V/s扫速条件下)。接着将样品置于葡萄糖水溶液中进行水热并经过高温碳化处理后,发现纳米纤维的平均直径有所增加,同时其电容性能比水热前提高了32倍。之后将得到的Ti O2@C纳米纤维浸泡在0.01M KMn O4溶液中,使其在纳米纤维表面包裹一层Mn O2结构以提高样品的电容性能。实验考察了不同浸泡时间对电容性能的影响,发现浸泡18h后得到的样品电容性能最佳,其电容性能是初始Ti O2纳米纤维性能的540倍左右,且在1000次循环后电容值仍能保持78.72%(100m V/s条件下)。