随着工业的快速发展和人民生活水平的显著提高,环境污染日趋严重,因此如何应对该问题成为当务之急。广泛的研究表明,半导体催化剂在太阳能储存与利用、光催化转换技术及有机污染物处理等方面,有着诱人的前景。TiO2因其无毒、价格低廉易得、化学性质稳定、光催化活性高等优点而被广泛研究并应用在光催化、太阳能电池、抗菌,自清洁等领域。尤其在光催化降解有机污染物方面的研究成为国内外研究的热点。但是,作为半导体光催化剂,TiO2存在自身的两大缺陷：其一,禁带较宽,锐钛矿TiO2的带隙能为3.2eV,仅在波长小于387.5nm的紫外光处有响应,而这部分光仅占太阳光的3%,所以太阳能利用率低：其二,光激发TiO2产生的电子和空穴对极易复合。所以,如何扩宽其对光的吸收光谱,以及如何降低光致电子和空穴对的复合率成为对TiO2材料研究的重点。目前报道的关于改性TiO2来提高其光催化活性的方法已有很多,较为常见的方法有离子掺杂、半导体复合、贵金属沉积等方法。近年来,除了对TiO2改性来提高其活性外,制备高活性晶面较多的TiO2又成为了一大新的热点。本文通过制备石墨烯和TiO2复合物以及制备高活性晶面占主导的锐钛矿TiO2来制备活性较高的TiO2,为此我们主要做了以下工作：利用传统的Hummers法制备了氧化石墨烯和还原的氧化石墨烯。采用水热法制备了石墨烯和钛酸盐纳米管复合物,并经烧结处理得到石墨烯和TiO2的复合材料。在实验过程中研究了烧结温度对纳米管形貌及其光催化活性的影响,同时也探讨了石墨烯的含量对样品形貌及光催化活性的影响。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等对其晶型、形貌、元素状态等进行了一系列表征。结果表明：复合物的主要成分是钛酸盐,无光催化活性。热处理后样品呈现锐钛矿晶型,随着烧结温度的升高,样品结晶度逐渐提高。同时,随着烧结温度的升高,管形貌逐渐遭到了破坏,还原氧化石墨烯也由较大的纳米片变为较小的碎片结构。石墨烯的含量对纳米管的形成并没有影响,但其对光催化剂的光催化活性有一定影响。适当的石墨烯可提高催化剂的活性,在石墨烯含量为5%,烧结温度450℃样品具有较高的光催化活性。采用水热法,利用HF作为形貌和晶面控制剂,制备出高活性晶面(001)所占比例较大的Ti02纳米片。通过XRD、TEM、XPS等测试对Ti02纳米片的晶型、形貌、元素状态等进行了一系列表征。探讨了HF用量对纳米片形貌及活性的影响,HF用量为0.4mL、0.6mL、0.8mL时所制备的Ti02纳米片的(001)晶面的含量分别为84%、87%和93%,纳米片的边长为24nm、31nm和36nm,但纳米片的厚度均为6、7nm。HF用量对样品表面氟的含量影响并不大,利用Ti02纳米片对罗丹明B进行了光催化降解,结果表明,(001)晶面的含量越高样品的光催化活性就越好。用氢氧化钠溶液对纳米片进行了清洗,样品表面的氟被部分去除,但清洗后样品的形貌、物相和(001)晶面的含量并没有变化,分别利用Ti02纳米片和用氢氧化钠清洗后的纳米片对甲基橙、罗丹明B、甲基紫等多种染料进行了紫外光催化降解,结果表明,表面氟离子有利于催化剂催化活性的提高,这是因为氟具有比氧更强的电负性,可与水分子形成氢键,因而样品表面会吸附大量的水,促进了空穴对水的氧化生成大量的羟基自由基,从而提高了Ti02的活性。利用水热法制备出了石墨烯和Ti02纳米片复合物,复合物中纳米片边长大约几十纳米,但是其片的形状不是很规则,样品为锐钛矿TiO2。TiO2纳米片是分散在氧化石墨烯片上的,但团聚现象比较严重。通过可见光下对亚甲基蓝的降解可以看出该方法制备的复合物有相对较高的光催化活性。