二维材料由于其独特的结构在许多领域显示出了其优良的物理化学特性。本文中将石墨烯、氧化钛二维纳米片,以及高分子聚电解质聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)通过静电絮凝沉积和高温煅烧的方法,制备复合光催化材料,并对制备方法进行了优化。所制备的复合光催化材料体现了其组分(氧化钛纳米片、石墨烯、PDDA)单独所不具有的优越的可见光催化活性。其在可见光辐照下降解亚甲基蓝的效率是传统氧化钛光催化剂在紫外光下降解效率的9倍。本文对氧化钛石墨烯复合光催化材料的结构和性能进行了研究。我们期待本文的报道为揭示高性能复合光催化材料的制备和机理提供思路。本文首先进行了氧化钛纳米片的制备。采用高温固相法合成层状钛酸盐前驱体,通过离子交换和溶胀,得到稳定的氧化钛纳米片。对剥离获得的氧化钛纳米片利用SEM、TEM、AFM等手段进行表征,研究了其形貌及剥离后的厚度分布。在此基础上以氧化钛纳米片与石墨烯为原料,制备复合光催化材料。二维氧化钛纳米片与石墨烯通过与带正电的聚电解质PDDA相互作用,进行静电絮凝沉积和高温锻烧而成功制备复合光催化材料。通过SEM、EDS、XRD、FT-IR、Raman、TGA等手段对复合光催化材料形貌及结构进行详细表征。复合光催化材料微观形貌为表面有微孔的微纳米粒子。C、N、O三种元素均匀的分散在光催化材料表面。石墨烯含量对复合光催化材料的形貌有很大影响。复合光催化材料的吸收光谱扩展到可见光区。最后研究氧化钛-石墨烯可见光复合光催化材料降解亚甲基蓝的催化性能。研究表明所制备的复合光催化材料具备杰出的可见光降解性能。研究了不同石墨烯含量的复合光催化材料对亚甲基蓝在可见光照射下的降解效果。在可见光条件下,当石墨烯含量为5%时,对亚甲基蓝的降解效率最高。不同煅烧温度对光催化活性也有显著影响,在300、400℃煅烧得到的光催化材料对于亚甲基蓝的降解效果最好。本文对复合光催化剂具有优越可见光催化性能的原因进行了探讨。