近年来,碳纳米纤维由于具有比表面积大、孔隙率高、导电性能好等优势,已广泛应用到光催化剂载体领域,因此,将TiO₂这种具有高催化活性的纳米颗粒组装到碳纳米纤维表面已成为光催化领域的发展趋势,目前使用比较多的制备方法有共混纺丝法、后组装法等等。针对此趋势,本文首先对两种比较有代表性的制备方法的结构形貌及性能进行系统的研究,即水热合成法和共混法,总结两种制备方法所得的TiO₂/碳纳米纤维复合材料各自的结构形貌及性能优势,最终结合两种方法的特点,本课题提出了一种制备高TiO₂负载量且界面结合强的TiO₂/碳纳米纤维复合材料的方法,并实现复合材料对有机染料（罗丹明B）的高催化特性。本论文的主要研究内容包括以下两个方面:（1）系统研究碳化温度对水热合成法和共混法制备的TiO₂/碳纳米纤维复合材料结构及光催化降解性能的影响规律,结果表明,水热合成法制备的TiO₂/碳纳米纤维复合材料虽然TiO₂负载量大,降解率高,但是循环稳定性较差;而共混法制备的复合材料虽然TiO₂负载量小,降解率低,但是循环稳定性优异。（2）提出通过在纺丝液中加入发泡剂（甜菜碱）的方法制备半包覆TiO₂/介孔碳纳米纤维复合材料,并研究碳化温度对复合材料光催化降解性能的影响规律。结果表明,随着碳化温度的升高,复合材料表面颗粒越来越多,且颗粒与碳纳米纤维逐渐形成稳定的半包覆结构,比表面积从68.94 m2 g-1增加到390.56 m2 g-1,碳纳米纤维上逐渐出现介孔结构,并且介孔逐渐增大;对罗丹明B的光催化降解性能呈现出先上升后降低的趋势,当碳化温度为800℃时,性能最佳,降解率可达98.2%。对碳化温度为800℃时的复合材料进行5次循环测试,结果表明,复合材料的循环性能良好,经过5次循环使用后降解率依然能达到95.8%。通过对半包覆TiO₂/介孔碳纳米纤维复合材料的结构与性能研究可知,该方法制备的复合材料克服了水热合成法和共混法的不足之处,同时实现了复合材料的高催化活性和和稳定的循环特性。