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能源短缺和环境污染是人类可持续发展所面临的两大问题,半导体光催化技术为能源开发和环境治理提供了新的思路和方法,因此,开发高效的光催化剂是光催化领域研究的重点。纳米TiO2光催化剂在环境污染物降解、自清洁涂层、光分水解制氢等方面的应用已得到广泛的关注。本文主要致力于纳米TiO2催化剂的制备、表征、改性、光催化降解有机染料的研究。利用一种新型的方法-模板辅助溶剂热法（template-assisted solvothermal method,TA-STM）制备出TiO2多级结构纳米纤维材料的基础上通过掺杂稀土元素对其进行改性,通过亚甲基蓝（MB）的光催化降解实验评估了所制备材料的光催化性能,筛选出具有良好光催化活性的光催化材料。论文由以下三个方面组成:1、借助一种新型的棉花模板辅助溶剂热法TA-STM制备出TiO2纳米多级纤维材料,同时通过MB的降解脱色考察了溶剂热反应条件-温度（160200℃）、时间（2.512 h）、前驱液Ti4+/EtOH的pH值（1.9811.67）对TiO2纳米纤维材料的光催化活性的影响。结果表明:利用TA-STM可以制备出纤维形貌的TiO2纳米结构材料;在所研究的溶剂热反应时间、温度范围内,反应时间（2.512 h）对材料的光催化性能影响较为显著,可以使样品的光催化活性提高近20%,反应温度（160200℃）的影响较小,使样品的光催化活性提高不足10%。在制备过程中,调节前驱液的pH值不仅影响材料的结构、形貌,而且影响材料表面的荷电性质和光吸收性能,最终影响材料的光催化性能。在较高pH值下所得材料具有的良好光催化性能的主要原因在于材料的多级结构。该光催化剂易于分离和重复使用,是一种活性较高,稳定性较好的光催化材料。2、通过不同的制备方法-溶剂热法（single solvothermal methodSTM）、模板法（template methodTM）以及模板辅助溶剂热法TA-STM制备出TiO2纳米颗粒（TiO2-NP）、纳米纤维（TiO2-NF-1和TiO2-NF-2）,研究了制备方法对材料结构、形貌以及光催化性能的影响。结果表明:所制备的TiO2均为锐钛矿晶型,但是TiO2的尺寸和结晶程度不同;通过TA-STM制备的样品TiO2-NF-2具有多级结构;光催化实验结果表明:TiO2的光催化活性顺序为TiO2-NF-2>TiO2-NF-1>TiO2-NP。样品TiO2-NF-2的多级结构对提高其光催化活性发挥了重要的作用。光催化活性增强的主要原因可以归结为TiO2-NF-2的多级结构可以加速对MB分子的吸附/脱附,光生电子可以在纤维壁的颗粒之间进行高效转移、分离。3、以钛酸四丁酯为钛源,硝酸铈为掺杂剂,采用TA-STM制备出Ce/TiO2纳米纤维材料,研究了煅烧温度、时间以及稀土元素Ce的掺杂量对TiO2光催化性能的影响。实验结果表明,稀土元素Ce掺杂TiO2相较于纯TiO2具有更好的光催化活性,并且掺杂Ce后样品的吸收边带明显发生了红移。光催化实验结果表明:在Ce的掺杂量为0.05%的样品,在温度600℃下煅烧1 h时,MB的降解率在300 W汞灯下、反应12 min可达到93%。