二氧化钛（TiO2）凭借在特定光源照射下可以将废水中的有机物氧化降解的特性,成为解决染料污染问题较为可行的选择。但它只能在紫外光区有较强的吸收峰（λ＜400 nm）,在可见光区下催化效率极低,这使得TiO2无法满足日常条件下的商业应用。针对TiO2无法有效响应可见光、光生载流子传输效率低、光生电子-空穴对复合率高等问题,本研究通过贵金属纳米颗粒沉积、表面形貌调节、碳基材料掺杂、双相晶型复配、半导体复合以及还原处理等一系列改造方法制备了不同微观形貌结构的二氧化钛基纳米复合材料。结合凝胶-溶剂热以及高温热退火等技术手段,制备出了不同微观形貌结构下具有高催化降解活性的二氧化钛基复合纳米光催化剂。本研究首先采用凝胶-溶剂热法,通过简单安全的工艺成功开发出负载银纳米粒子的二氧化钛（Ag@TiO2 NPs）复合纳米光催化剂。所制备的Ag@TiO2 NPs中TiO2 NPs直径稳定在30 nm-40 nm范围内,且AgNO3被成功还原成了纳米Ag单质（d＜10 nm）均匀地沉积在TiO2NPs上。由于Ag NPs的修饰可以增强光催化剂在紫外光下的催化活性和可见光下的响应能力,同时在一定程度上,增加Ag NPs负载的摩尔量可以在工艺上进一步提升光催化体系的反应活性。当Ag为Ti摩尔比0.5%时,可以达到最佳负载量,在紫外光照射180 min后,所制备的Ag@TiO2 NPs对甲基橙（MO）染料催化降解率可达79.49%,是纯TiO2 NPs催化降解效率的2.7倍;而在可见光照射180 min后,可以催化降解50%的MO染料,是纯TiO2 NPs催化效率的2.6倍。受限于本身结构缺陷,零维（0D）纳米粒子并不具有作为高效光催化剂的核心竞争力。因此,本研究对TiO2进行了微观形貌结构上的调整（0D→1D/2D）,即构造1D或者2D纳米二氧化钛基复合材料体系。在二氧化钛纳米片（TiO2NST）生长的过程中引入了氧化石墨烯（GO）,利用HF形貌调节剂形成以还原氧化石墨烯（RGO）为基底的2D复合光催化剂RGO/TiO2 NST。经过一系列反应后,复合光催化剂RGO/TiO2NST,除了存在四价态的Ti外,在TiO2NST晶格生长过程中还与GO形成了紧密的化学键。RGO和高活性（001）面的TiO2 NST产生协同效果,有效提高了 2D纳米TiO2材料的光催化活性,同时调节两者添加比例可以达到最佳的光催化降解性能。当GO为Ti质量的2%时,复合光催化剂RGO/TiO2 NST在可见光照射180 min后,对MO染料的催化降解率达到了 99.05%,是TiO2 NST催化效率的10倍。考虑到制备过程的安全性和产率,本研究重点开发了生产绿色安全且具有高性能的1D TiO2纳米线。利用凝胶-溶剂热法,调节出了锐钛矿/TiO2（B）双相的1D TiO2（AB）NWs,再通过负载类石墨相氮化碳（g-C3N4）和进行Ti3+自掺杂修饰,最终成功研发出g-C3N4/Ti3+-TiO2（AB）NWs复合光催化剂。该复合光催化剂中的Ti元素除了有Ti4+价态,还出现了 Ti3+,这也代表着Ti3+自掺杂和氧空穴的成功形成。实验结果显示,当原材料三聚氰胺与TiO2（AB）NWs质量比为5:1时,光催化活性最强,在可见光照射150min后,对MO染料的催化降解可达98.78%,是TiO2（AB）NWs催化效率的6.3倍,这得益于TiO2（AB）,g-C3N4和Ti3+自掺杂三者间产生的协同效应。本文通过对TiO2进行一系列修饰改性,制备出了不同微观形貌结构下具有高催化降解活性的二氧化钛基复合纳米光催化剂,实现其对染料高效稳定的光催化降解能力。为TiO2的改性方式提供了新的选择,也为构建不同微观形貌结构的复合光催化剂提供了新的视角。