本发明提供一种增强TiO₂电极电化学性能的处理方法，该处理方法至少包括步骤：利用高活性的气体等离子体对制备的TiO₂电极进行有效掺杂，其中，所述TiO₂电极为一维纳米结构。经本发明提供的等离子体处理方法处理后，增加了TiO₂电极中一维纳米结构表面粗糙度，提高了一维结构的比表面积，并且等离子体部分掺杂和还原TiO₂，降低了材料的能隙，提高了其电导率和可见光响应性能，从而有效增强材料的电化学性能和光电性能，使TiO₂纳米材料能够更好、更广泛的应用于超级电容、锂离子电池、太阳能电池以及光电催化材料等领域。