从纺织、印染等工业过程排放出的有机污染物是导致水体污染的主要原因之一。因此,对于有机污染物的去除和降解已引起全世界科学研究者的广泛关注。一般来说,吸附材料的运用为处理水体中有机污染物的主要方法。在众多吸附材料中,还原氧化石墨烯气凝胶（GA）因其廉价、易获得、吸附能力好等优点被广泛地应用于有机污染水的处理中。然而,由于吸附材料的普遍应用局限性,有机污染物一般只能被GA所聚集,而不能将其完全分解为无毒小分子物质。此外,GA吸附材料在达到饱和时需要进行处理以释放污染物,这无疑增加了操作难度和成本。因此,为了改善上述GA材料的不足,本文主要研究石墨烯基复合气凝胶的制备,通过不同半导体光催化剂的复合对GA的性能进行改进,制备出半导体/石墨烯气凝胶复合物,并对石墨烯基复合气凝胶进行一系列的表征和分析。此外,选择亚甲基蓝等有机染料作为目标污染物对其在模拟太阳光下进行光催化降解实验,以此来测定所制备光催化剂的光催化活性。具体研究内容如下:1.W⁶⁺掺杂TiO₂/还原氧化石墨烯气凝胶的制备及光催化降解亚甲基蓝性能的研究。首先,以氧化石墨烯（GO）为原料,以硫酸钛（Ti（SO₄）₂）为钛源,水合钨酸铵(H₄₀N₁₀O₄₁W₁₂·XH₂O)为钨源,通过简单的一步水热法和冷冻干燥处理合成出W⁶⁺掺杂TiO₂/还原氧化石墨烯气凝胶（W-TiO₂/GA）。在反应过程中,W⁶⁺掺杂入TiO₂并形成W-TiO₂纳米颗粒,均匀密集地负载在三维立体多孔状的石墨烯气凝胶中。将所得的光催化剂通过傅里叶红外变换光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外可见吸收光谱（UV-Vis DRS）、X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱（Raman）等进行一系列表征。最后,在模拟太阳光下降解亚甲基蓝,以此来测定所制备出的光催化剂的光催化性能。结果表明,具有最佳W掺杂比和GA复合比的W-TiO₂/GA复合物对亚甲基蓝的降解率分别是纯TiO₂和GA的7.05倍和2.38倍。2.Bi₂MoO₆/还原氧化石墨烯气凝胶复合物的可控制备及光催化降解亚甲基蓝的研究。采用氧化石墨烯（GO）为原料,以四水合钼酸铵(（NH₄）₆Mo₇O₂₄·4H₂O)和五水硝酸铋（Bi（NO₃）₃·5H₂O）作为制备钼酸铋（Bi₂MoO₆）的原料,经简便的一步水热法和冷冻干燥处理,最终得到Bi₂MoO₆/还原氧化石墨烯气凝胶复合物（标记为BMO/GA）。在此过程中,通过调控反应pH使Bi₂MoO₆生长成为能够恰好嵌入GA孔中的纳米片,并整体呈现三维立体气凝胶结构。通过多种表征方法对所得样品进行一系列分析,如傅里叶红外变换光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、紫外可见吸收光谱（UV-Vis DRS）、拉曼光谱（Raman）、荧光分光光度计（PL）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）和总有机碳分析仪（TOC）等。为了测定所制备样品的光催化活性,选择在模拟太阳光下光降解亚甲基蓝溶液。结果表明,含GO质量分数10%的BMO/GA-10复合物对亚甲基蓝的降解率最高,在100 min内达到了98.3%,分别是是纯钼酸铋（BMO）的2.1倍和GA的2.46倍。此外,还通过实验验证了BMO/GA的光催化机理并进行了详细讨论。3.BMO/GA复合物对不同有机染料的光催化活性研究。选用亚甲基蓝、甲基蓝、甲基橙和罗丹明B作为目标污染物在模拟太阳光下进行了一系列的光催化降解实验。首先通过改变目标污染物的初始浓度来探究初始浓度不同对BMO/GA-10的光催化活性的影响。结果表明,随着目标污染物初始浓度的增加,BMO/GA-10对有机染料的降解率先增后减。此外,在其他条件相同的情况下探究了染料种类不同对BMO/GA-10的光催化活性的影响。结果表示,BMO/GA-10对不同染料的光催化降解活性具有一定的差异性,且有随着染料分子复杂程度的增大而降低的趋势。