本发明属于光催化技术领域，具体为一种高催化性质TiO₂纳米管阵列薄膜的制备方法及应用。其步骤为：先清洗Ti片表面；再用阳极氧化法制备TiO₂纳米管阵列薄膜；然后将TiO₂纳米管阵列薄膜置于氧化铝坩埚中；然后将氧化铝坩埚中放入管式炉中，通入适当的气氛，同时在气氛中掺入水蒸汽得到混合气体，进行热处理；冷却后取出，即得。本发明工艺简单，制备温度低，所得TiO₂纳米管阵列薄膜具备比纯气体气氛退火的样品具有更好的锐钛矿结晶性，及更高的光催化降解能力，为二氧化钛纳米管阵列薄膜的应用开辟了新的前景。