随着室内空气污染而引起的疾病越来越多,具代表性的室内挥发性有机污染物（VOCs）——甲苯,备受关注。然而光催化技术作为目前绿色、理想的净化VOCs的技术仍然面临着许多挑战,并且含有1%或者更多TiO2粉末状混合物已在2020年2月被欧盟正式列为2类致癌物。因此本论文提出构筑三维多孔的整体式光催化剂的思路,以提高气-固传质效率和回收利用率;并通过引入光催化助剂或修饰金属有机骨架材料（MOF）以改善半导体材料普遍存在的挑战;此外,还通过改进制备方法解决了传统光催化剂活性组分与载体结合不牢固、长期运行导致失活以及VOCs气体和促进光催化反应的分子无法进入催化剂内部而导致催化活性降低等问题,进行了以下三部分的研究:（1）针对上述问题,本论文采用冷冻干燥法制备了具有高TiO2含量、高机械强度和良好吸附能力的三维层状TiO2基无机气凝胶,通过引入金属Pt,以降低半导体电子-空穴对的复合效率,提高对污染物的去除效果。三维层状TiO2基无机气凝胶构建简单,并且具有498.442 m~2/g的高比表面积和亲脂性,这有利于提高甲苯与三维层状TiO2基无机气凝胶之间的气-固传质效率。三维层状TiO2基无机气凝胶在模拟太阳光下以及较高的相对湿度环境下仍然对甲苯具有较好的去除效率,证明了H2O分子是产生·OH等活性自由基的重要物质,而·OH等活性自由基是光催化反应过程中的重要参与者,这也为高湿度地区VOCs的催化净化提供了新的思路。（2）为解决光无法照射到光催化剂内部导致催化活性降低的问题,本论文以三聚氰胺泡沫为载体,以抗坏血酸为还原剂,利用氧化石墨烯的还原过程中产生的氢键作用力将TiO2纳米纤维固定在三聚氰胺泡沫表面及内部,得到具备稳定机械性能、多孔结构以及高比表面积的三维整体式TiO2泡沫。然后,利用对甲苯具有较好吸附能力的金属-有机骨架材料HKUST-1修饰三维整体式TiO2泡沫,使其具备更宽的光吸收范围、亲脂性和更高的光生载流子分离效率。并且将HKUST-1修饰的三维整体式TiO2泡沫应用于自搭建的模拟室内环境中,分别使用模拟太阳光和紫外消毒灯作为光源,评价了其对甲苯的去除能力。研究结果表明,HKUST-1修饰的三维整体式TiO2泡沫在两种光源下均对甲苯具有较好的去除效果,并且模拟太阳光下对甲苯的去除效率明显优于紫外光,这有利于拓宽了TiO2基光催化剂的实际应用场景。这主要得益于三维整体式TiO2泡沫内部开放的孔结构使得光可以照射到催化剂内部,以及其优异的吸附性能和光吸收能力。（3）基于粉体TiO2基光催化剂与载体负载不牢固的问题,本论文采用牺牲模板法和原位负载法,以泡沫铜为基底,将n型半导体TiO2与p型半导体Cu2O结合,合成了三维整体式TiO2/Cu2O异质结泡沫。并且将三维整体式TiO2/Cu2O异质结泡沫应用于自搭建的模拟室内环境中,分别在模拟太阳光和紫外消毒灯下探究了对甲苯的去除效率。研究结果表明,三维整体式TiO2/Cu2O异质结泡沫在模拟太阳光和紫外消毒灯下均对甲苯具有去除效果。这主要得益于三维整体式TiO2/Cu2O异质结泡沫形成的p-n结以及其三维、开放的内部结构,有利于提高气-固传质效率,并且n型半导体TiO2与p型半导体Cu2O分别对紫外光和可见光具有优异的光响应,使得三维TiO2/Cu2O异质结泡沫拥有了紫外到可见光的光响应范围。充分证实了类似在金属泡沫上原位负载半导体光催化剂制备整体式催化剂的方法是切实可行的,为光催化技术在室内VOCs净化领域的应用开辟了新的道路。