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TiO2由于具有优异的物理化学性质及成本低、无毒性等特点,在环境保护(光催化降解有机污染物)和清洁能源(光解水产氢)等领域有着广泛的应用前景。然而,光生电子空穴对快速复合以及光谱响应范围窄等缺陷,限制了 TiO2作为光催化剂的有效利用。通过设计形成TiO2和其他材料的复合结构,可有效改善和提高其光催化性能。本文利用TiO2和金属有机骨架(MOFs)、氧化石墨烯(GO)三种组分,构建了一种新型复合结构,制备出相应的TiO2基复合材料,进而研究该类复合材料的光催化性能,并对其光催化反应机理进行了探讨。首先将TiO2分别与Zr基MOFs材料UiO-66和接枝氨基的UiO-66-NH2,以及氧化石墨烯进行复合,制备出相应的双组分复合材料TiO2/UiO-66、TiO2/UiO-66-NH2和TiO2/GO。在此基础上,进一步合成了组分比不同的TiO2基三组分复合材料TiO2/UiO-66-NH2/GO。采用 XRD,TEM,UV-VisDRS 和 PL 等方法对所制备的多组分复合材料进行了测试和表征,结果显示,复合材料不同组分之间均有良好的接触,形成了较理想的复合结构,且在450～800 nm光谱范围内,不同组分比的TiO2/UiO-66-NH2/GO均表现出较强的光吸收能力和较低的光生电子空穴复合率。特别是当Ti和Zr的摩尔比为19:1时,其可见光吸收能力最强,且具有良好的抑制TiO2光生电子空穴对复合的效果。将所制备的TiO2基复合材料及其原始组分分别进行光催化降解有机染料RhB和光解水产氢性能测试,结果显示,不同材料的光催化性能表现为:TiO2/UiO-66-NH2/GO>TiO2/UiO-66-NH2>TiO2/Ui0-66>TiO2/GO>TiO2>UiO-66-NH2>UiO-66。其中,Ti:Zr为19:1 的 TiO2/UiO-66-NH2/GO 的光催化性能表现最优,在染料降解测试中,光照45 min后的染料降解率超过97%;而在产氢测试中,在可见光照射下,其2h内的产氢速率可达27.0 mmol/(g h)。通过合理构建UiO-66-NH2、GO与TiO2的复合结构,可有效克服TiO2的局限性,实现其光催化性能的提高。将Ti:Zr为19:1的TiO2/UiO-66-NH2/GO进行光催化性能稳定性测试,结果显示,在光催化降解染料的循环测试中,第5次循环时的染料降解率仍超过90%;在连续12 h光解水产氢测试中,产氢总量达到254 mmol/g,测试之后光催化剂的结构依然保持完好。TiO2/UiO-66-NH2/GO表现出良好的光催化性能稳定性。