近年来,染料废水导致的环境问题引起了广泛的关注。这些有色废水是水体富营养化的主要来源,严重威胁到人类的生存环境。传统的处理方法如物理吸附、化学氧化、生物降解等虽然能够去除染料,但是成本较高、容易造成二次污染,产生的不稳定代谢物中间体会对人类健康产生不利的影响。光催化降解技术是利用光子能量,通过合适的光催化剂,使化学反应在更为温和的条件下发生,是一种环境友好型的绿色降解技术。TiO₂作为一种半导体光催化剂,具有良好的光催化活性、优异的化学稳定性和环境友好性,已经广泛的应用于环境修复、水分解、人工光合作用等领域。但是基于TiO₂的光催化工艺存在两个缺点,一方面是TiO₂存在较大的带隙和光生载流子的快速复合问题;另一方面,常用的纳米颗粒型TiO₂具有易团聚和比表面积小的缺点,使其光催化活性不能充分发挥,并且TiO₂纳米颗粒不易从染料废水中分离回收。因此,制备出一种具有高光催化活性和可回收性的新型TiO₂基功能材料将会有广阔的发展前景和研究意义。静电纺丝技术作为一种新兴的生产一维纳米材料的方式,具有成本低、应用范围广和操作简单的特点,制备出的纳米纤维具有比表面积大、长径比大和孔隙率高的优点;因此运用静电纺丝技术制备的一维无机TiO₂纳米纤维,可以促进电荷转移,提升光催化活性。新型二维材料-MXene具有独特的结构和优异的导电性,而Ti₃C₂作为研究得最为广泛的MXene,被认为是制备TiO₂基导电复合材料的良好平台,可以延长电子-空穴对的寿命,调节带隙。因此,本课题将二维Ti₃C₂掺杂进无机TiO₂纳米纤维中,探究掺杂纳米纤维膜的结构特征与光催化性能。本课题采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备无机TiO₂纳米纤维膜;再采用化学液相刻蚀法,用HCl/LiF刻蚀Ti₃AlC₂得到二维Ti₃C₂;将少于1wt%的二维Ti₃C₂掺杂进TiO₂前驱体溶液,通过静电纺丝技术制备出不同掺杂含量的Ti₃C₂@TiO₂纳米纤维膜。本实验通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X-射线衍射仪（XRD）对掺杂前后的纳米纤维膜的微观形貌和结构进行表征,通过X射线光电子能谱（XPS）对材料的元素价态进行分析,通过强力拉伸仪对材料的力学性能进行表征。本实验纳米纤维膜的紫外光催化性能用10 mg/L的亚甲基蓝（MB）和罗丹明B（RhB）的降解速率来表征。实验结果表明,不同掺杂含量的Ti₃C₂@TiO₂纳米纤维膜降解不同的染料具有相同的变化趋势,在二维Ti₃C₂掺杂12 mg（0.8 wt%）时达到最佳的光催化活性,并且二维Ti₃C₂掺杂后的纳米纤维膜较TiO₂纳米纤维膜光催化效率有了明显的提升。说明二维Ti₃C₂能与TiO₂纳米纤维形成良好的界面异质结构,构筑优异的导电网络,有利于光电子的传输。此外,Ti₃C₂@TiO₂纳米纤维膜降解染料的出色循环使用性能展现出其在污水处理应用方面广阔的前景。