一种TiO2/Au/CoPi复合纳米管阵列光阳极的制备方法，依次包括TiO2纳米管阵列薄膜的制备、TiO2/Au纳米管阵列薄膜的制备和TiO2/Au/CoPi纳米管阵列薄膜的制备，其特征在于：所述TiO2/Au/CoPi纳米管阵列薄膜的制备是将TiO2/Au纳米管阵列薄膜作为工作电极，Pt片为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，以Co(NO3)2磷酸盐缓冲溶液为电解液，在可见光下光电沉积磷酸钴盐（CoPi）助催化剂，然后取出用去离子水清洗、干燥。本发明制备方法Au纳米颗粒均匀沉积到TiO2表面，不发生团聚，且形貌均匀，磷酸钴盐（CoPi）助催化剂快速、精准地沉积到Au纳米颗粒表面，而不沉积到TiO2表面，增加了分解水产氧反应的活性位点，高效发挥磷酸钴盐（CoPi）助催化剂的催化性能，在相同偏压下，光电密度约为TiO2/Au的3倍。