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沙柳材中含有大量的纤维素、半纤维素等物质,其中对沙柳材中的纤维素进行提取和分离,可以制备出沙柳纤维素,再对沙柳纤维素进行微纳米化,得到微晶纤维素。由于纤维素表面存在大量的羟基,利用选择性氧化可以得到羧酸基纤维素,通过对纤维素表面进行改性处理增强纤维素对无机纳米粒子的吸附能力,制备出微晶纤维素复合材料,提高了纤维素的附加值。。对此本文以微晶纤维素为模板制备介空二氧化钛纳米材料,对制备的复合材料的性能进行研究,并对光催化效果进行讨论,主要完成的工作如下:1、通过单因素试验和响应曲面分析得出,影响沙柳纤维素提取率的工艺条件的主次顺序为提取液的pH>提取时间>液固比;优化后的提取工艺条件是提取液的pH为12,提取时间为76 min,液固比为20:1 ml/g,沙柳纤维素的提取率为（55.2+0.15%）。2、对沙柳纤维素的化学成分进行红外光谱分析,发现分离后的沙柳纤维素中不存在酯基和羰基,只在沙柳半纤维素中含极少量。分离后的沙柳纤维素中不含有芳香环类物质。分离出的纤维素和半纤维素吸收的自由水明显减少。沙柳纤维素的结晶度明显增大,而且纤维素和半纤维素的特征峰比较明显,证明了沙柳纤维素是典型的纤维素Ⅰ,纤维素的热解温度比较集中,热解失重率比较高。3、纤维素在微晶化过程中纤维素晶体还保持Ⅰ型纤维素,与沙柳纤维素相比结晶度从76.2%增大到87.6%。纳米纤维素比微晶纤维、纤维素具有良好的散热效果;在微纳米化过程中纤维素分子链端的官能团外露,活性加强,炭化温度较低;纤维素的结合水与C2、C4醇羟基同时脱除。4、TEMPO-NaClO-Na Br氧化体系可以对微晶纤维素上的伯羟基进行氧化,同时对微晶纤维素上的仲羟基进行保护,沙柳微晶纤维素在TEMPO-NaClO-Na Br氧化体系下发生反应并未对沙柳微晶纤维素的化学结构进行改变,只改变了沙柳微晶纤维素的聚集状态。当氧化温度升高后,沙柳微晶纤维素羧酸产率增加;反应温度在15℃时氧化产率为6.8%,当温度升高到50℃的时候氧化产率可以达到20%,说明反应温度可以提高反应产率。但是羧酸基产物的聚合度DPV随着温度的升高而降低,当温度从15℃提高到50℃的时候,DPV从80降低到30,温度越高沙柳微晶纤维素降解程度越明显,产物中羧基含量也随着温度上升而降低。5、随着NaClO用量的不断增加,纤维素氧化后的羧基含量增大,亲水性增强。当改变NaClO的用量沙柳纤维素化学官能团发生改变,保水值增大。当NaClO的用量增大到5 mmol/g的时候,保水值为198%,比未被氧化的纤维素保水值增加了1倍多。氧化后的微晶纤维素晶型没有改变,继续保持着纤维素Ⅰ的晶型,同时101晶面和10I晶面的吸收峰由于发生选择性氧化而变得模糊,直至最后消失。当氧化剂的用量不断增大,氧化剂进入纤维素结晶区并发生氧化,对纤维素表面和内部结构造成一定的破坏,使纤维素的形态发生变化。6、在不同的升温速率下,羧酸基基纤维素存在不同的反应速率。升温速率越快,反应速率也加快,出峰位置发生偏移;当升温速率较低时,羧酸基微晶纤维素主要降解成小分子的糖类,并在相对较低的温度分解。随着炭化温度的提高,羧酸基沙柳微晶纤维素的（002）衍射峰的峰位发生了改变,造成衍射峰角度从低偏向高,在400℃时沙柳微晶纤维素中的非晶态碳原子向具有石墨的层状结构的碳原子转变,当温度继续升高时羧酸基沙柳微晶纤维素中的碳原子从无序向有序排列,晶态结构变化明显,同时碳原子也发生了杂化。当提高炭化温度,碳的结晶度减小,提高了碳原子的有序程度。8、经过热处理后的介孔二氧化钛表面较为光滑,保留纤维素的结构特征,呈现出了微米级的棒状二氧化钛。经过850℃热处理后,纤维素独特的形貌特征并没有受到破坏,尺寸也没有明显的变化。但是样品表面明显出现了粘连,主要是在热处理过程中晶粒出现了团聚。对微米纤维素/TiO2复合材料进行高温处理的过程中,随着温度的升高,衍射峰的宽度明显变窄,峰变尖,晶粒发生聚合,晶粒尺寸变大。当处理温度达到400℃的时候,二氧化钛晶型从锐钛矿向金红石的晶型转变,并且出现金红石的衍射峰,但主要为锐钛矿的晶型。当处理温度达到850℃以上,锐钛矿晶型的衍射峰基本消失,全部转化为金红石相。在400℃下处理的微晶纤维素/TiO2复合材料的比表面积为108.468 m2/g,孔容为0.23 cc/g,孔径为7.518 nm。而经过850℃的高温处理后,其比表面积为61.143 m2/g,孔容为0.210 cc/g,而孔径也变为3.439 nm。说明经过850℃的高温处理后样品发生大量的聚合造成比表面积的减小,同时粒径长大,孔容变化不大,但孔径减小。介孔二氧化钛经过高温煅烧后光催化活性明显提高,特别是在400℃、450℃、500℃、550℃催化活性在30min内基本相同。提高煅烧温度,比表面明显下降,粒子间出现了团聚现象;煅烧温度为850℃时,介孔二氧化钛的催化活性基本不变。介孔二氧化钛不仅可以多次使用,同时也不需要高温煅烧和任何化学或者物理方法进行处理因此介孔二氧化钛具有自清洁的作用。