经济快速发展带来的环境污染,特别是随意排放导致水体污染日益严重,如重金属离子,有机染料,酚类物质,抗生素等不易降解的污染物会随着地下水流向湖泊,海洋,污染水体,最终会对人体健康甚至生命安全造成严重威胁。随着排放标准的不断提升更新,面向水中有机污染物的处置技术如膜分离技术,催化技术及吸附技术等多种手段都需要不断更新,其中催化技术中光催化技术以可直接利用太阳光将污染物彻底转化成无毒的二氧化碳和水等被广泛关注。光催化技术的核心是高效光催化剂的制备。例如,Ti02作为研究最多的光催化剂存在带隙宽,只对紫外光有响应的缺点,因此本文通过简便方法制备了一系列以二氧化钛和三氧化二铁为主体的纳米复合材料,并成功将其作为光催化剂应用于水溶性有机污染物中的去除。本论文主要完成了以下工作:(1)针对白色TiO2在可见光范围催化效率低的难题,制备黑色TiO2,合成带隙窄、在可见光区有响应的黑色TiO2纳米材料(BTN),并将其原位生长在超高比表面积的多孔碳材料(PC)中获得BTN@PC复合材料。该材料不仅改善了原有TiO2 比表面积小的缺点,而且多孔碳作为一个电子受体,很好地抑制了电子空穴重组,可以形成较强的光电流。复合材料在光催化降解四环素的实验中表现出了优异的性质,尤其是10%BTN@PC,在可见光照射下,其降解效果就可以达到90%,高于一般催化材料,如P25(34%),黑色TiO2(42%)等。(2)通过硅烷偶联剂KH550修饰TiO2,使其表面修饰上氨基,将有机小分子乙烯基磺酰氟(ESF)接枝到TiO2表面,利用-SO2F基团的缺电子性能,实验结果表明复合材料在5 min之内就可以快速吸附以甲基橙为模型的低浓度阳离子染料,实现吸附平衡,效果远优于未修饰的TiO2,但是ESF的接枝抑制了电子的流动,极大的降低了 TiO2的光催化能力。因此,考虑到苯并噻吩具有优异的载流子迁移能力,利用含有苯并噻吩的有机小分子酸(BQTCH)其端基的-COOH与Ti02表面-OH缩合合成有机无机杂化材料BTN@BQTCH,提高Ti02的电子空穴的分离效率。实验结果表明,BTN@BQTCH光电流大小比BTN高出2倍,并实现了可见光下有效催化降解四环素的目标。(3)设计合成了一个新的含2,2-联吡啶二羧酸的多氮杂环交联聚合物PNH,并利用联吡啶基团中的N元素对Fe离子的优先配位能力,预先快速吸附Fe3+(重金属污染物之一),再将其在水热条件下一步制备聚合物包裹的Fe203纳米材料。该材料表现出了较强的类芬顿催化降解污染物能力,四环素的去除率可以达到90%。