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近年来,经济的快速发展给人们提供了前所未有的物质享受,与此同时也给自然环境造成了巨大的压力,如何控制、治理环境污染是当下亟待解决的问题。早期的处理方法已不足以满足现在的需求,Ti02作为一种无毒、化学性质稳定、光催化活性强的新型环境治理材料成为人们研究焦点。在一定能量的光照下,Ti02能将环境中的有害物质降解为C02和H2O,在杀菌、除臭、自净等领域得到了广泛应用。虽然Ti02材料以其无可比拟的优势在光催化环境领域迅速升温,但是光生电子-空穴复合率高,缺少吸附能力等自身因素限制了Ti02的工业化推广。为此,本文以模板法合成了介孔Ti02,并通过碳对介孔Ti02进行改性,研究了C-TiO2复合物的吸附、光催化活性,初步探讨了C-TiO2复合物卓越性能的相关机制,通过一系列的实验研究与分析,取得了如下研究成果：以钛酸丁酯为钛前驱体、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,合成了介孔TiO2,研究了不同模板剂量、抑制剂、乙酰丙酮量、pH值、搅拌速度、反应温度等合成因素对Ti02结构、晶型的影响,优化了制备参数。利用碳对Ti02进行改性,合成了C-TiO2复合材料,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、N2吸附脱附等表征方法对材料的形貌、结构等进行了研究。研究发现,C与Ti02以负载或包裹的方式形成有机整体,而包裹形成的碳层厚度达到1nm,最厚的地方甚至能达到5nm。碳的存在抑制了Ti02粒子的团聚,减小了其尺寸,提高了其分散性,从而使碳改性的Ti02材料结晶度增强,C-TiO2复合材料孔结构发达、比表面积远大于纯Ti02。同时,碳的改性增加了环境电负性,使Ti2p结合能增大发生偏移。采用多步煅烧法进行C-TiO2复合材料的制备,利用低温区使有机物充分断链、裂解,降低了在高温区因有机物剧烈分解而增大的孔壁承受压力,使得应力变化小,孔结构稳定性提高。不同温度区煅烧时间对C-TiO2的影响研究发现,随煅烧时间延长,粒子尺寸变大,不同温度区中,高温区产物的平均粒径最大,三个温度区最佳煅烧停留时间为2h。以甲基橙为目标污染物,系统研究了C-TiO2复合物的吸附光催化性能,探索了制备过程中不同模板剂量、抑制剂、pH值以及不同煅烧温度区的不同煅烧时间对吸附、光催化性能的影响。研究表明,微孔对吸附过程起主要作用,而结晶度的提高和粒径的减小对光催化过程有促进作用。C-TiO2复合物的优异性能是多孔碳与Ti02协同作用的结果。多孔碳为Ti02提供一个污染物富集环境,同时作为电子供体和传输体,降低电子-空穴复合几率,生成更多的羟基自由基以氧化有机污染物,从而提高降解效率。