随着光催化技术如火如荼的发展，学术界在利用光催化技术降解污染物方面取得了许多显著的成果，发展简单快速地用于光催化降解过程的监测技术十分必要。因此本论文合成了具有高效光催化活性的TiO2纳米管材料，并将其用于光/电催化降解环境污染物，分别采用了三种新型的监测方法（原位紫外可见吸收光谱法、表面增强拉曼光谱法和电化学 DNA生物传感器）对环境污染物在 TiO2纳米管上的降解过程进行监测。通过这些监测新方法研究了污染物的最佳降解条件、降解机理、降解动力学以及降解路径。对制备的TiO2纳米管材料的形貌、组成成分、晶型和价态、以及表面增强拉曼光谱（SERS）性能进行表征的方法有： SEM（扫描电镜）、XPS（X射线能谱仪）、XRD（X射线衍射仪）以及Raman（拉曼光谱）等。采用光电化学分析技术对TiO2纳米管材料的光催化活性进行了评价。对不同尺寸的TiO2纳米管的细胞毒性和光毒性进行了评价并应用其光毒性研究杀死人肺癌细胞（A549）的最佳紫外光照时间。本论文主要研究结果如下：　　（1）采用阳极氧化法合成具有高效光催化活性的 TiO2纳米管，将其应用于光/电催化降解氧氟沙星溶液，应用原位紫外可见吸收光谱法对氧氟沙星的降解过程进行原位监测，并系统地研究了影响降解过程的因素（pH值、偏压和氧氟沙星初始浓度）。研究表明光电催化降解法降解效果最好，在最佳条件下，40 mg/L的氧氟沙星溶液可以在35 min内被完全降解，COD去除率达到70％。　　（2）采用阳极氧化法，通过控制偏压和阳极氧化时间，精确制备了不同管径和不同管长的 TiO2纳米管，其细胞毒性通过对A549细胞的影响进行了评价。研究表明：不同尺寸的 TiO2纳米管对A549无细胞毒性，具有很好的生物相容性，但却影响了A549细胞的生物力学性质，大的管径和长的管长使A549细胞变硬（杨氏模量增大），迁移性增强（粘附力减小），分析原因是由于不同尺寸的纳米管影响了细胞的延展程度和方向。在紫外光照下，TiO2纳米管使A549细胞骨架严重收缩，具有光毒性，在最佳紫外照射时间（15 s）时，A549细胞死亡率为91%。　　（3）采用改良种子生长法合成了可循环使用，同时具有表面增强活性（表面增强因子为3.867×106）和光催化活性的金纳米颗粒修饰的TiO2纳米管（Au NPs-TiO2 NTs）。采用此纳米金-TiO2纳米管材料为光催化剂，结合表面增强Raman光谱法原位监测亚甲基蓝（MB）的光催化降解过程。通过分析原位SERS光谱推断出MB的光催化降解路径，分析了其降解机理，证实了其主要中间产物。通过选择 MB的最强的 SERS峰分析 MB的光催化降解动力学符合一级动力学方程。结果表明此纳米材料作为具有光催化活性可循环使用的 SERS基底可以应用于高灵敏地原位测定环境中的污染物的光催化降解过程。　　（4）采用新型的电化学取代法构建电化学 DNA传感器测定抗癌药物阿霉素（DOX），采用由20个碱基的双链DNA以金硫键固定在金电极上构建DNA传感器，以具有电化学活性的DNA结合物--亚甲基蓝作为电化学指示剂，实验通过记录取代反应前后电化学信号的差值而不是绝对值而极大的降低了由不同 DNA表面密度带来的实验结果偏差，准确度较高，重现性较好。最佳DNA修饰电极——polydC·polydG修饰金电极的检测范围为5.0×10-10~2.4×10-5 M，检测限为4.2×10-10 M。应用此DNA电化学传感器测定 DOX在 TiO2纳米管上的光电催化降解过程，并用紫外可见吸收光谱法同时测定验证了此方法的准确性。由于该方法检测范围大，检测限低，重现性和准确性好，其作为检测手段快速检测电化学活性较弱或不具有电化学活性的基因毒性污染物及其光催化降解过程具有巨大的潜力。