O estudo dos nanotubos de titanato sintetizados por via hidrotérmica teve início em 1998, com os relatos de Kasuga e colaboradores. Desde então, diversos trabalhos têm buscado aprimorar suas propriedades por meio de dopagens iônicas, funcionalizações e heterojunções com nanopartículas de diferentes óxidos. No entanto, os estudos relacionados à dopagem com íons de cobalto e à formação de nanocompósitos magnéticos ainda são pouco explorados, o que evidencia a necessidade de investigações mais aprofundadas. Diante disso, neste estudo, propôs-se: i) a síntese de TiNTs pelo método hidrotérmico alcalino, utilizando como precursor o dióxido de titânio com mistura polimórfica (anatase, rutilo e brookita), visando à aplicação fotocatalítica; ii) a dopagem in situ dos TiNTs com íons Co2+, seguida da ancoragem de óxido de ferro para formação do nanocompósito (Co-NaTiNT@FeO), com o objetivo de melhorar as propriedades magnéticas e eletrônicas dos nanotubos; iii) a comparação entre os nanocompósitos obtidos a partir de diferentes precursores de TiO2. Os resultados indicaram a formação de TiNTs com diâmetro externo médio de 14,2 nm, diâmetro interno de 3,9 nm, espaçamento interlamelar de 0,72 nm e aumento de aproximadamente 60% na área superficial em relação ao precursor. Além disso, os materiais apresentaram elevada atividade fotocatalítica na degradação da rodamina B sob irradiação UV–Vis, atingindo 90% de remoção em apenas 2 h. Em relação aos nanocompósitos, os resultados confirmaram a presença de íons Co2+ na região lamelar dos nanotubos, bem como a ancoragem homogênea das nanopartículas de FeO, o que resultou na redução da banda proibida de 3,61 para 2,66 eV. Adicionalmente, foram observadas emissões fotoluminescentes nas regiões vermelha, amarela e laranja, além de um aumento da área superficial do compósito de 197,00 para 210,46 m2·g⁻1. A comparação entre os nanocompósitos obtidos a partir de diferentes precursores de TiO2 mostrou que o Co-NaTiNT(BAR)@FeO apresentou a maior área superficial (210,46 m2·g⁻1) e a menor banda proibida (2,47 eV), enquanto o Co-NaTiNT(A)@FeO obteve os melhores resultados em fotoluminescência, estudos magnéticos e ensaios de hipertermia, com uma melhoria de 38% no efeito térmico. Esses resultados evidenciam o potencial dos nanotubos de titanato e de seus nanocompósitos magnéticos para aplicações tecnológicas, especialmente em fotocatálise e no tratamento térmico de doenças por meio da aplicação de campos magnéticos alternados.