光催化氧化技术由于操作简单、反应条件温和、易控制、无二次污染,处理废水中难降解有机污染物效果非常良好,已引起国内外学者的广泛关注。在杀菌消毒、空气净化、污水处理、亲水材料等领域已经有了一定程度的应用。光催化氧化技术是利用光催化材料在光照条件下将难降解的有机污染物光催化降解为无污染的二氧化碳、水和其他小分子,但是研发出催化性能持久、催化效率高、可回收重复利用的光催化材料一直是光催化氧化技术领域发展所面临的难题。纳米金属氧化物（氧化镍、二氧化钛、氧化锌等）被认为是当前最具推广潜力的几种金属氧化物光催化剂,它们具有化学性质稳定、无毒性、易制备、制备成本较低、耐酸碱性好、催化性能好等优点。但是由于金属氧化物纳米颗粒较小、质量较轻,在实际应用中不易自然沉降,难以固液分离、使得在回收循环利用时存在催化剂流失量大、重复利用率低等局限性。利用比表面较大的载体,将纳米金属氧化物催化材料负载化,是解决光催化剂的分离和回收循环利用问题的有效途径。将比表面积较大的载体和金属氧化物颗粒复合,不仅能够解决水中纳米金属氧化物颗粒难以分离回收的问题,同时由于载体的比表面积较大,对有机污染物具有良好的吸附性能,易于将有机污染物吸附至载体表面和金属氧化物颗粒的表面,也增加了金属氧化物和有机污染物分子接触的机会,从而提高复合材料的光催化性能。另外,在光催化复合材料中引入磁性材料,在复合材料光催化降解污染物之后通过简单的磁分离方式即可进行回收并循环利用,能够有效避免光催化复合材料的损失和浪费,并实现光催化材料的重复利用,节约了资源。在本论文中,我们用石墨烯（GNs）作为载体,通过乳液插层水解法、超声辅助合成法和水热合成法在石墨烯表面和片层间成功负载了磁性Fe₃O₄纳米粒子和金属氧化物光催化材料NiO、TiO₂和ZnO的纳米颗粒,分别成功制备了GNs/Fe₃O₄/NiO磁性复合催化材料、GNs/Fe₃O₄/TiO₂磁性复合催化材料和GNs/Fe₃O₄/ZnO磁性复合催化材料。并分别制备了具有不同NiO、TiO₂、ZnO含量的GNs/Fe₃O₄/NiO、GNs/Fe₃O₄/TiO₂和GNs/Fe₃O₄/ZnO磁性复合催化材料,以对硝基苯酚和罗丹明B作为目标污染物,测试了磁性复合催化材料的光催化性能,比较了复合材料中NiO、TiO₂、ZnO含量不同时对复合材料催化性能的影响。用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能量色散X射线光谱仪（EDX）、热重分析（TG）、震动样品磁强计（VSM）等对光催化复合材料的性能进行了表征,并测试了纳米复合催化材料的吸附性能和光催化性能,当复合材料中金属氧化物颗粒含量达到75%以上时,复合材料对对硝基苯酚和罗丹明B的光催化降解率达到90%以上,采用外加磁场磁性分离的方法回收纳米复合材料,考察其重复性能。结果表明几种纳米复合材料复合效果良好,具有较高的稳定性、较高的催化效率且可磁分离重复使用等性能。综上所述,复合材料制备简单,催化性能良好,在污水处理方面规模化应用具有很大的潜力。