环境污染和能源危机已成为当今世界可持续发展中亟待解决的两大问题。半导体光催化氧化技术是指在光作用下进行化学反应的一项高级氧化技术,不仅能够深度治理环境污染,还能直接利用太阳能将其转换为所需能源,因而被誉为当前解决能源短缺和环境问题的绿色新技术和最有前途的有效途径。但是,一方面常用的半导体光催化剂为粉末型,存在着粉末难以回收,在空气中易于飞散,在水中易于凝聚等不足;另一方面,常用的半导体光催化剂只能吸收紫外光,而对占太阳光能40%以上的可见光的响应能力极弱。为此,本文以纤维为载体,选取性能稳定的TiO₂及催化活性更高的NaTaO₃为光催化剂,采用浸轧法和溶胶凝胶法等制备技术,通过优化负载工艺,制备了纤维负载复合光催化材料,并对其负载的薄膜形貌结构、负载牢度、光催化性能进行了研究。在此基础上,探索了纤维负载复合光催化材料的可见光响应性能,及其去除模拟印染废水（罗丹明B）的动力学规律。论文的工作主要包括以下几个方面:（1）选用表面微孔结构、比表面积大、吸附性强、导湿性能优越的超细涤纶海岛纤维为载体,基于纳米粉体稳定分散机制的研究基础,采用浸轧法将均匀分散的纳米TiO₂负载到载体表面,制备了涤纶海岛纤维负载TiO₂复合光催化材料,并对其结构及其光催化性能等进行了研究,结果表明:涤纶海岛纤维的超强吸附性及优异的导湿性,能够快速富集污染物、捕获中间副产物,并催化降解为最终产物,提高污染物矿化率,促进光催化降解反应高效稳定持续进行。（2）由于涤纶海岛纤维为聚合物,在光照条件下,存在载体本身被氧化分解的风险。本章选用机械强度高、抗氧化能力强、耐腐蚀性能好的无机聚丙烯腈基碳纤维为载体,通过浸渍提拉法将不同浓度TiO₂溶胶负载于碳纤维表面,并利用过热蒸汽对其进行退火,制备碳纤维负载TiO₂复合光催化材料,并对其结构性能等进行了研究,结果表明:溶胶浓度、退火温度对碳纤维负载光催化剂的表面形貌结构、负载牢度以及晶相转变温度有明显的影响。制备的碳纤维负载TiO₂复合光催化材料充分发挥了碳纤维作为载体的优势,催化剂与载体呈现了良好的协同效应。但是由于TiO₂自身存在光生载流子分离效率低的缺陷,因此导致复合光催化材料降解罗丹明B的时间偏长。（3）为了进一步提高碳纤维负载光催化剂的光催化活性,选用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂,采用溶胶凝胶法和浸渍提拉法制备了碳纤维负载碳包覆NaTaO₃复合光催化材料。通过合成机理探索研究发现,表面活性剂CTAB能够与聚丙烯吡咯烷酮（PVP）共同形成静电-空间位阻双重稳定功效,对NaTaO₃前驱体起到良好的分散作用,并在高温煅烧过程中碳化形成多孔碳薄膜包覆在NaTaO₃纳米粒子周围,对所制备的复合材料的表面形貌、粒径尺寸、分散状态、负载牢度以及结晶温度、吸附性能均起到良好的改善作用,在紫外光照射下,碳纤维负载NaTaO₃复合光催化材料显示优良光催化稳定性和光催化活性。（4）为了使碳纤维负载光催化剂在可见光范围内有良好的催化活性和稳定性,以三聚腈胺为氮源,通过溶胶凝胶法,制备了碳纤维负载氮掺杂NaTaO₃可见光响应型复合光催化材料。对其结构性能等进行研究,结果表明:碳纤维负载氮掺杂NaTaO₃复合光催化材料在可见光照射下,显示了良好的催化活性。当三聚腈胺与五氯化钽的摩尔比例n≥1:1时,N元素发生有效掺杂,并以N^3-形式取代部分O^2-,使NaTaO₃禁带宽度变窄,拓宽波长吸收阈值,降低光生电子与空穴的复合率,提高可见光催化活性。（5）通过对碳纤维负载NaTaO₃复合光催化材料的吸附及降解常用染料罗丹明B溶液的动力学规律的研究,发现无论是碳包覆NaTaO₃复合光催化材料还是氮掺杂NaTaO₃复合光催化材料,其吸附过程符合准一级吸附动力学模型,光催化降解过程符合Langmuir-Hinshelwood准一级反应动力学模型规律。探究其反应机理发现,O₂^·-是此光催化反应过程中的主要活性物质,复合光催化材料受到光照射激发后,产生的e^-到达催化剂表面并生成大量的O₂^·-,并以其强氧化性破坏罗丹明B分子的化学键以起到降解作用;其次起作用的光催化活性物质是·OH;再次h⁺是光催化反应体系中影响作用最小的活性物质。