为提高TiO2光催化剂的可见光催化活性,采用阳极氧化法制备了高度有序的TiO2纳米管,利用阳极电化学沉积构筑了石墨烯薄膜修饰的TiO2纳米管光电极,并利用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱及紫外-可见漫反射光谱对其表观形貌、组成结构及光吸收性能进行表征.结果表明:石墨烯有效地修饰在TiO2纳米管表面,且以透明薄膜形式存在.此外,石墨烯薄膜修饰显著拓展了TiO2纳米管的可见光响应范围.以甲基蓝为探针分子,考察了阳极沉积电压及沉积时间对所制备石墨烯薄膜/TiO2纳米管光电极光催化性能的影响.结果表明:阳极沉积电压为+0.8V、沉积时间为10min时,制备的石墨烯薄膜/TiO2纳米管光电极对甲基蓝的光催化降解效果最佳.模拟太阳光下光照120 min对甲基蓝的降解率为65.9%,是纯TiO2纳米管光电极的1.35倍.