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二氧化钛（TiO2）因其无毒害、低成本和耐光腐蚀等优点而作为重要的光催化剂材料，被广泛地应用于光催化降解有机污染物。但是，TiO2禁带宽度较宽（锐钛矿为3.2eV），使其对太阳光吸收利用率低。此外，TiO2光生电子与空穴对复合几率高，因而制约了TiO2的光催化应用。为了解决上述问题，本文将具有转移与储存电子特性的石墨烯、窄带隙半导体纳米颗粒及TiO2纳米颗粒修饰到TiO2纳米管阵列（TiO2NTs）上。修饰的TiO2NTs光催化剂光吸收利用效率增强，光催化活性大大提高。通过光催化降解五氯苯酚（PCP）与偶氮染料酸性橙7（AO7）来探讨修饰的TiO2NTs光催化剂在去除有机污染物方面的潜力。具体研究内容如下：（1） RGO/PbS-TiO2纳米管阵列复合材料的制备、表征与光电性能的研究：采用一步循环伏安电沉积方法，将还原氧化石墨烯（RGO）与PbS纳米颗粒杂化材料修饰在TiO2NTs上，从而获得三元复合光催化剂。电镜结果表明，PbS纳米颗粒均匀分布在TiO2NTs的内壁和表面石墨烯层间。光电性能测试实验表明，与未修饰或者单一修饰的TiO2NTs相比， RGO/PbS-TiO2NTs光吸收范围明显扩大，并且在模拟太阳光与可见光（波长大于420nm）照射下，光电流密度增大了2倍以上。同时，复合材料的电子-空穴复合几率大大降低。（2）持久性有机污染物PCP被RGO/PbS-TiO2NTs材料光催化降解的研究：将PCP作为目标污染物，探讨RGO/PbS-TiO2NTs光催化剂的光催化性能与影响光催化的因素。结果表明，PCP的光催化降解效果与溶液pH值和PCP初始浓度有关，最佳条件为pH=8，浓度为10mg/L。在模拟太阳光照射下，120min内50mL，10mg/L的PCP降解效率几乎达到100%，且重复进行8次降解实验，降解效率变化不大，说明RGO/PbS-TiO2NTs光催化剂稳定性很好，有效地解决了窄带隙半导体光腐蚀问题。（3） TiO2纳米颗粒表面修饰TiO2NTs的制备、表征与光催化降解应用研究：通过恒电位沉积方法，利用阳极氧化水解作用得到表面修饰TiO2纳米颗粒的TiO2NTs，并研究了它的晶型、光电化学性质与光催化性能。结果表明，修饰的TiO2NTs光电流密度是未修饰TiO2NTs的1.7倍，并且吸附性与光催化活性得到大幅提高，对偶氮染料AO7光催化降解效率增强。