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二十世纪九十年代以来,光催化技术作为一种新的环境污染治理技术在环境保护领域内去除有机污染物方面取得了重大突破,被认为是一种应用前景十分广泛的新技术。随着光催化技术的发展,Ti02作为一种常见的光催化材料,虽然安全无毒、廉价易得而且光稳定性又好,但是由于Ti02的能带隙较宽,仅能利用太阳能3%的紫外光部分,而且量子产率较低。因此,为了开发具有高量子产率,能被可见光激发的高效光催化剂,人们对TiO2进行了各种修饰和改性来提高其光催化活性。另外,具有较大比表面积和较高电子传输性能的石墨烯成为近年来的研究热点。当TiO2与石墨烯复合后不仅可以增强了对染料的吸附能力,而且更有利于催化剂在光催化反应过程中光生电子与空穴的分离,使得TiO2的光谱响应范围得到扩大,光催化活性得到提高。本论文主要在二氧化钛光催化反应机理的研究基础上,以探索在可见光区域具有更大吸收范围和更高光催化活性的基于二氧化钛/石墨烯多种复合光催化剂为研究目标,首先利用简单的水热还原法制备复合光催化剂TiO2/rGO,然后利用55-58%HI酸热还原处理制备氢碘酸处理的TiO2/rGO复合光催化剂(HI-TiO2/rGO),以及利用溶胶-水热法制备单斜相二氧化钛纳米管／石墨烯复合光催化剂,并研究它们在紫外光和可见光照射下的光催化活性,提高Ti02在可见光区域范围内降解有机污染物的光催化性能,具体内容如下：一、在二氧化钛光催化反应现有机理的基础上,以探索二氧化钛/石墨烯的光催化反应机理作为研究目标,通过在光催化反应体系中分别加入一定量羟基自由基的捕获剂叔丁醇和空穴捕获剂Na2SO3,考察其对该反应体系降解染料速率的影响,从而判断该体系中起主要氧化作用的活性物种,推断基本的反应过程,同时对二氧化钛光催化反应机理做了进一步深化。二、首先以TiC14和氧化石墨(GO)为反应物,采用水热还原法,将氧化石墨还原为石墨烯(rGO),制备出二氧化钛／石墨烯复合光催化剂(TiO2/rGO),然后用55-58%HI酸热处理将碘引入到TiO2/rGO中,制得氢碘酸处理的TiO2/rGO复合光催化剂(HI-TiO2/rG0)。采用多种表征手段对样品进行表征,并考察了它在紫外光和可见光照射下降解罗丹明B染料的光催化降解性能。结果表明,氢碘酸处理之后的光催化剂相对于处理之前,由于石墨烯的还原程度得到提高,使得它对罗丹明B分子的吸附能力有所增强,而且可见光下的光催化效果也得到明显提高。三、首先以钛酸四丁酯为钛源,乙二醇为溶剂在170℃下油浴2h,得到二氧化钛纳米管的前驱体溶液,然后与GO的乙二醇溶液混合,在碱性条件下水热反应24h,得到单斜相二氧化钛纳米管／石墨烯复合光催化剂。探究了水热反应温度及NaOH溶液浓度对样品形貌和光催化速率的影响。结果表明：当水热温度为200℃,NaOH溶液浓度为8mol/L时得到的光催化剂在紫外光下催化效果最好。