纳米TiO₂光催化活性高、化学稳定性好、无毒、光量子效率高,广泛用作降解水中污染物的光催化剂,但它在非均相催化反应中易团聚、难回收以及在可见光下光催化效率低等问题,限制其工业化应用。本论文以提高TiO₂在可见光下的光催化活性且易于从反应体系中分离为出发点,制备了TiO₂-MWNTs复合材料以及C-TiO₂和Ag/C-TiO₂多孔网络材料,并以在可见光下降解亚甲基蓝（MB）为反应模型,考察了材料结构对光催化活性的影响。以酸化后的多壁碳纳米管为载体,用包覆-水热法制备了TiO₂-MWNTs复合催化剂。复合催化剂中TiO₂含量大约为30 %,TEM、HRTEM、FTIR和XPS证明TiO₂纳米粒子以共价健附着在MWNTs的外壁上。MWNTs能有效抑制TiO₂纳米粒子团聚和板钛矿的形成,同时由于MWNTs的强吸附性造成MWNTs和TiO₂表面浓度差异,MB分子更易于从MWNTs表面扩散到TiO₂表面,从而使材料的光催化活性得到显著提高。包覆-水热法为在温和条件下制备TiO₂-MWNTs类似的复合材料提供了一种通用方法。以鸡蛋壳膜为模板,用改进的溶胶-凝胶法制备了碳掺杂的TiO₂纳米多孔材料。SEM和TEM表明该材料是由直径约为10-15 nm的纳米粒子构成TiO₂纤维,然后由相互交联的纤维构成的多孔网络结构,但与原模板相比,TiO₂纤维和孔都有一定的收缩,而且煅烧时间越长,收缩越严重。通过控制煅烧时间的长短,可以得到掺杂量不同的C-TiO₂催化剂。XPS表明样品中的碳是以活性炭和碳氧化合物形式存在的,并且形成一种复合层覆盖在TiO₂颗粒表面,提高了对反应物的吸附性,利于电子的传递;而且增强了TiO₂对400～700 nm区间内可见光的吸收,使TiO₂在可见光下的光催化活性得到很大提高。银纳米晶/碳共掺杂的TiO₂纳米多孔材料,具有和模板类似的结构,有稍微的收缩现象,表明在TiO₂结晶过程中,Ag粒子能抑制纤维的收缩。TG分析表明:在除去模板过程中,TiO₂纳米粒子能促进鸡蛋壳膜的分解,而Ag粒子起相反作用。Ag纳米晶和活性炭共掺杂,能极大增强TiO₂对可见光的吸收（能吸收60 %左右400～600 nm区间的可见光,50 %左右600～1100 nm区间的可见光）。而且复合碳层和Ag粒子改变了催化剂表面性质,提高了对反应物的吸附性。此外,银粒子可作为电子捕获剂,能有效抑制光生载流子的复合。碳和Ag纳米粒子的协同作用,使Ag/C-TiO₂复合材料在可见光下的光催化活性得到显著提高。