随着世界人口的持续增长和工业的快速发展,环境污染以及能源枯竭已经成为了阻碍人类社会前进的两大难题。太阳能作为一种清洁、免费、用之不尽的能源已被认为是最有发展前景的可再生能源。在自然界光合作用的启发下,研究者们研究了半导体光催化反应。半导体光催化技术可以将太阳能转化成化学能,在能源和环保领域迅速发展,已然成为了研究热点。在众多半导体光催化剂中,二氧化钛（TiO2）因其工艺成熟、成本低、化学稳定性高、无毒等优点受到广泛的关注。但是,TiO2只能吸收紫外光,而且光生载流子易复合,影响了其实际应用。我们尝试通过染料敏化、负载助催化剂、形貌调控、半导体材料复合等方法提高TiO2的光催化性能。本文以静电纺丝法合成的TiO2纳米纤维作为基体,制备了一系列TiO2基复合材料,实现了光生电子和空穴的有效分离,提高了TiO2的光催化性能:1.采用静电纺丝结合水热法制备了TiO2/Bi2S3复合材料。复合材料中Bi2S3纳米线均匀地分布在TiO2纳米纤维的表面上,获得了更高的比表面积,暴露出更多的活性位点,有利于染料吸附和光催化反应。结果表明,当罗丹明B溶液的浓度为10 mg/L,样品的含量为10 mg/L时,60 min内罗丹明B的降解率达99%。通过甲基橙（MO）降解实验证明了复合材料上的染料降解是染料敏化和光催化过程共同作用的结果。由于合适的能带匹配,罗丹明B染料、TiO2纳米纤维和Bi2S3纳米线之间存在协同作用,导致了染料敏化辅助下的超快电子转移过程。同时,TiO2与Bi2S3之间形成的直接Z型异质结促进了染料敏化和光生载流子的转移,提高了复合材料在可见光下的光催化性能。2.采用静电纺丝结合水热法制备了TiO2/MoSe2复合材料。MoSe2与TiO2纳米纤维紧密接触,形成了良好的接触面,光生载流子可以在界面处传输。光催化反应过程中,由于导电性良好的MoSe2存在,使得TiO2中的电子可以向MoSe2助催化剂转移。结果表明,当MoSe2的含量为5 wt%时,产氢速率为545μmol·h-1·g-1,对比于纯相TiO2提高了34.1倍。光催化活性提高的原因是:导电性良好的MoSe2助催化剂在复合体系中相当于电子“陷阱”,促进了光生载流子的分离。3.采用静电纺丝结合原位硫化技术制备了TiO2/NiS2复合材料。在光催化反应过程中,金属相NiS2良好的导电性和较大的功函数（Wc≈5.7185 e V）使TiO2的电子可以向NiS2助催化剂流动,光生载流子得到了有效分离,肖特基势垒还能够阻止光生电子回流到TiO2中。结果表明,复合材料的光催化性能显著提高,当NiS2的含量为5 wt%时,产氢速率最佳,为9291.8μmol·h-1·g-1。光催化活性提高的原因是:NiS2助催化剂的导电性良好,与TiO2之间形成了肖特基结,能够有效分离光生载流子。