光催化反应具有独特的优势，例如可以彻底矿化有机物，不需要添加其他的试剂，成本低，最重要的一点是光催化剂直接利用太阳光能量降解有机物，缓解了日益严重的能源问题。为了使光催化更好地应用到实际生活中，需要选择一种有效的合成方法制备光催化剂。静电纺丝方法是一种合成纳米纤维的有效途径，该方法操作简单、成本低廉和容易控制，采用该方法合成的纳米纤维状光催化剂的直径为一百到两百纳米之间，最细时可以达到二十纳米，长度一般为几微米到几百微米，光催化剂可以较快地自然沉积，有利于回收，而且这些纤维还可以构筑成纤维片，具有分等级孔结构，纤维之间形成大孔，纤维表面具有介孔，有利于提高比表面积，从而提高光催化效率。作为一种很有前景的光催化剂，TiO2具有许多优点，例如合适的导带和价带位置，化学稳定性，防光腐蚀，低成本和无毒。然而，宽禁带(3.2eV)和低量子效率限制了TiO2的实际应用。本研究工作主要围绕对TiO2进行改性：　　 (1)利用静电纺丝法合成了Bi掺杂TiO2纳米纤维。由于Bi3+的孤电子对效应，可以在TiO2禁带中引入杂质能级，从而拓宽TiO2的光吸收范围，并且有利于光生电子空穴对的分离。实验结果表明，在可见光下降解罗丹明B和苯酚，Bi掺杂TiO2纤维比TiO2纤维具有较好的光催化性能。紫外可见漫反射表明，引入Bi3+使TiO2吸收边红移至可见光区，有利于拓宽光吸收范围。同时荧光光谱表明，Bi3+可以抑制TiO2中光生载流子复合，有利于提高光催化效率。　　 (2)利用静电纺丝法合成了Zr掺杂TiO2纳米纤维。在合成过程Zr掺杂TiO2中，需要高温煅烧除去所得纤维中有机高分子和晶化TiO2，然而TiO2容易发生锐钛矿相向金红石相的转变，通常认为TiO2锐钛矿相比金红石相具有更高的光催化活性。因此，在高温稳定锐钛矿相有利于提高光催化性能。本实验中，TiO2中掺杂Zr可以能够成功抑制锐钛矿相至金红石相相转变，并且抑制了TiO2晶粒的生长，使所得产物表面吸附有更多的羟基，从而提高了光催化性能。光催化降解苯酚的循环实验结果表明Zr掺杂TiO2光催化活性非常稳定，循环5次以后几乎没有降低。　　 (3)利用静电纺丝法合成了CuO掺杂TiO2纳米纤维。样品的直径从200nm到300nm之间，长度达到几十微米。少量CuO可以有效捕获TiO2中的光生电子，从而抑制TiO2中光生电子空穴复合，显著提高了TiO2光催化产H2活性。　　 (4)通过原位生长方法合成了Pt负载CdS/TiO2复合纳米棒。由于CdS和TiO2能带结构较好的匹配，CdS/TiO2复合材料具有较宽的光谱响应范围和较高的光生载流子分离效率，有利于提高光催化活性。Pt负载半导体上形成肖特基势垒，可以有效地捕获光生电子，从而进一步抑制光生电子空穴复合，明显提高了CdS/TiO2光催化产H2活性。