新兴污染物在市政水厂中被频繁检出,对人类环境带来极大的危害。然而纯粉末态TiO₂光催化技术存在可见光利用率低与悬浮溶液中光催化剂难分离、重复使用不易等缺点,严重限制了TiO₂光催化技术在实际生产中的应用。因此,本论文在制备了固定化的TiO₂纳米棒/纳米片（TiO₂ NRs/NSs）光电极的基础上,对其进行自掺杂与Ag Br修饰以及MS（M=Bi,Sn）纳米粒子改性研究,并对其物理化学与光电化学（PECH）性能及光催化（PC）活性进行了系统分析。基于上述内容,本论文主要工作如下:为了研究微观结构对TiO₂光催化剂光催化性能的影响,通过调控水热时间、水热反应温度、NaOH浓度、酸洗条件以及煅烧温度等制备工艺参数,制备了固定化的TiO₂ NRs/NSs光电极。确定最佳制备参数为:水热反应时间为16小时、水热反应温度为200℃、Na OH浓度为3 mol·L^-1、使用HCl作为酸洗剂以及温度为500℃煅烧2小时。此时,TiO₂ NRs/NSs光电极具有最高的光催化效率,在35 W氙灯光照150 min后,其对亚甲基蓝（MB）的光催化去除效率为73.56%。此外,最佳条件下制备的TiO₂ NRs/NSs光电极具有良好的紫外-可见光吸收能力及光电化学性能。为克服可见光利用率低和载流子复合率高的缺点,利用液相还原法与连续离子层吸附反应法（SILAR）构筑了Ti³⁺自掺杂(Ti³⁺/TiO₂ NRs/NSs)与Ag Br纳米饼修饰的TiO₂ NRs/NSs(Ag Br-Ti³⁺/TiO₂ NRs/NSs)光电极,并通过各种表征手段对Ag Br-Ti³⁺/TiO₂ NRs/NSs光电极进行了表征分析。结果表明:当Na BH₄溶液浓度为1.5 mol·L^-1,还原时间为24小时时制备的Ti³⁺/TiO₂ NRs/NSs光电极对MB具有最佳的光催化降解效果;其光催化降解效率能够达到89.61%;当循环次数为4次,浸渍时间为1 min时制备的AgBr-Ti³⁺/TiO₂ NRs/NSs光电极对MB的光催化降解效果最佳,150 min光照后,98.7%的MB被光催化降解去除。此外,经过Ti³⁺自掺杂与Ag Br纳米饼修饰之后,TiO₂ NRs/NSs光电极的光电流密度、载流子浓度以及光电化学性能得到明显的改善。对TiO₂ NRs/NSs光电极进行半导体耦合,将能进一步提高TiO₂ NRs/NSs光电极的光催化性能,因此,本文制备了MS（M=Bi,Sn）纳米粒子改性的TiO₂NRs/NSs光电极（MS/TiO₂ NRs/NSs（M=Bi,Sn））。结果表明:硝酸铋与硫化钠溶液浓度各为0.01 mol·L^-1,浸渍次数为4次,浸渍时间各为1 min时。生成的Bi₂S₃纳米颗粒平均尺寸为25 nm,其均匀地分布在TiO₂ NRs/NSs光电极表面上。此外,Sn S纳米粒子表面修饰之后,显著增加TiO₂ NRs/NSs光电极的光转化效率、载流子寿命、电荷层厚度、载流子分离效率以及光催化活性。150 min光照后,Sn S/TiO₂ NRs/NSs光电极对MB的降解效率为96.3%,与纯的TiO₂NRs/NSs光电极相比提高了大约23%。以水中新兴污染物布洛芬（IBU）为目标物,应用制备的改性TiO₂ NRs/NSs光电极在可见光照下对其进行光催化降解,以TOC的去除率考察了Sn S/TiO₂NRs/NSs光电极对IBU的降解去除能力,研究了IBU降解的影响因素及动力学特征。结果表明:改性TiO₂ NRs/NSs光电极对IBU具有良好的光催化降解特性,且该降解过程均符合准一级反应动力学模型。其中,Sn S/TiO₂ NRs/NSs光电极表现出了最佳的光催化TOC去除效率。35 W氙灯光照180 min后,其对IBU的光催化TOC去除率为72%,且其速率常数为0.00652 min^-1,此外,我们系统考察了不同因素（常见负离子、IBU初始浓度及IBU溶液初始p H）对IBU光催化降解的影响。Sn S/TiO₂ NRs/NSs光电极循环使用4次后,依然具有良好的光催化IBU降解效率。