近年来,环境污染问题日益严峻,已经威胁到人类健康。其中有机污染物由于毒性大且生物难降解等原因被越来越多的研究者所关注。迄今为止,TiO₂是最有前景的光催化剂,因为它具有适当的电子波段结构、光稳定性、化学惰性和商业可用性。同时TiO₂光催化剂对清洁、安全、丰富的太阳能的有效利用,为能源危机和严峻的环境挑战提供了有希望的解决方案。但是,因其对可见光的利用率低、光生电子-空穴对易复合、粉末状颗粒难回收等问题阻碍了其实际的应用。因此,制备一种可以利用可见光、光催化效率高、易回收的光催化材料是非常有必要的。本论文的主要研究内容如下:（1）采用阳极氧化法在钛基体上制备Ti O₂纳米管阵列（TiO₂ NTAs）,并通过XRD、SEM等测试仪器对其结构和形貌进行表征。以有机染料亚甲基蓝为降解对象,研究其可见光下光催化性能,通过紫外-可见漫反射对其机理进行解释。结果表明,此方法制备的TiO₂纳米管阵列在可见光下具有良好的光催化活性,而一般的Ti O₂仅在紫外光照射下具有光催化活性。550℃所制备的Ti O₂纳米管阵列在可见光照射120 min后,对亚甲基蓝的降解效率可达到52%,这归结为所制备TiO₂纳米管阵列对可见光的吸收,以及高比表面积和高度有序性利于电子的传输,从而获得良好的可见光催化活性。（2）以尿素作为g-C₃N₄的前驱体,通过浸渍沉积和氮气保护下高温热分解的方法制备g-C₃N₄/TiO₂ NTAs复合光催化薄膜。采用XRD、SEM、TEM对复合薄膜进行物相及形貌的表征。在可见光的照射下,g-C₃N₄/TiO₂ NTAs复合材料的光催化性能可以通过亚甲基蓝溶液的的催化降解实验来评估。实验结果表明:浸渍6 h的g-C₃N₄/TiO₂ NTAs样品,在可见光下的光催化活性是最高的,120 min内对亚甲基蓝的降解率可达73%。g-C₃N₄与TiO₂的复合,不仅可以提高载流子的传递效率,也提高了对太阳光的利用率并抑制光生电子-空穴对的复合。（3）采用连续离子层吸附反应（SILAR）法将Cd S沉积在TiO₂ NTAs上。采用XRD、TEM等对CdS/TiO₂ NTAs复合材料进行物相及形貌的表征。在可见光的照射下,Cd S/TiO₂ NTAs复合材料的光催化性能可以通过亚甲基蓝溶液的的催化降解实验来评估。实验结果表明:可见光照射120 min后,循环15次的CdS/TiO₂ NTAs复合材料对亚甲基蓝的催化降解效率最高,可达51.6%。紫外-可见漫反射光谱显示:与纯TiO₂ NTAs的吸收峰相比,CdS加载到在TiO₂ NTAs上,其吸收带边发生了明显红移,进一步表明Cd S/TiO₂NTAs复合材料具有良好的可见光光催化活性。最后,对Cd S/TiO₂ NTAs复合材料增强光催化性能和形成的机理进行了详细的讨论。