Neste trabalho foram realizadas sínteses de nanoestruturas de titanato de sódio, utilizando o método hidrotérmico assistido por microondas. No processo de síntese foi utilizado TiO2 em pó na fase anatásio como precursor e alguns parâmetros foram fixados como: concentração da solução aquosa de NaOH à 10 mol/L, tempo de reação em 4 horas e as temperaturas mantidas em 120 ºC, 130 ºC, 140 ºC, 150 ºC e 160 ºC. As nanoestruturas sintetizadas foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS) e, por meio dos resultados obtidos, foi possível confirmar a formação de nanotubos com estrutura semelhante aos trititanatos de sódio (Na2Ti3O7). Posteriormente os nanotubos foram modificados substituindo os seus íons de Na+ presente nas lamelas dos tubos pelos íons metálicos Ce4+, Fe3+ e Co2+, onde verificou-se a formação de nanopartículas ancorados na superfície do tubo. Por fim, ressalta-se que os produtos obtidos nesse estudo são materiais com potencial para diferentes aplicações, como adsorção e fotocatálise de compostos orgânicos.