目前,材料的制备研究已从简单合成的初级阶段进入定向设计合成的新阶段,生物模板法因具有产物形貌可控、合成工艺环保简单等特点,逐渐成为新材料合成热点之一。部分有机生物因自身生理特性,在其被作为模板进行材料的制备过程中可对其定向培养,进而实现材料内特定元素的自掺杂。利用生物模板的自掺杂特性,本文通过三种不同的实验方法实现水葫芦模板TiO2的砷自掺杂改性,并将其应用于水体中砷的去除。本文对水葫芦模板采用以下三种实验方法:（1）砷标准液培养自掺杂法:采用砷的标准液培养水葫芦,利用水葫芦对水体中砷离子的富集性能来实现模板材料对砷的主动自掺杂;（2）砷标准液浸泡培养自掺杂法:在水葫芦模板预处理过程中用砷的标准液对其进行浸泡处理,进而实现材料内砷元素的自掺杂;（3）实际水体培养自掺杂法:采用含砷的实际水体（温泉水）对水葫芦进行培养,利用水葫芦对水体中砷离子富集性能实现模板对砷元素的主动自掺杂。对所制成的材料进行XRD、N2吸附-脱附、SEM、紫外-可见漫反射、元素分析等表征,表征结果显示:上述三种实验方法合成的材料都较为完整的复刻了水葫芦模板的原有形貌且成功实现砷元素的自掺杂。在对材料进行除砷性能的研究过程中,探究了反应时间、p H值、目标液浓度对材料除砷性能的影响;采用砷标准液培养自掺杂法制成的材料中性能最佳的为TiO2-茎-水培（III）,其光催化氧化除砷率可达82%,相对于未自掺杂材料其除砷性能提升1倍且优于P25,且采用该方法合成的材料对砷离子具有选择性吸附性能;采用浸泡自掺杂法制成的材料中性能最佳的为TiO2-茎-浸泡（III）,其光催化氧化除砷率可达70%,相对于未自掺杂材料其除砷性能提升了32%且优于P25;采用实际水体为培养液进行培养自掺杂法合成的最佳材料为TiO2-茎-温泉水,其光催化氧化除砷率可达80%,相对于未自掺杂材料其除砷性能提升1倍且优于P25。上述材料在目标溶液p H为5和3时具有较为优异的光催化氧化活性,且材料更适用于处理砷浓度为0.1-1 mg/L区间的低浓度水体。结合实验结果,本研究能成功合成砷自掺杂的水葫芦TiO2介孔材料,且其具有一定的光催化氧化除砷性能。