光催化氧化是一种高级氧化技术,由于它具有高效率、低耗能等优点而广泛应用。TiO2作为光催化领域使用最广泛的一种材料,具有无毒、稳定、紫外光照射下光催化活性强等优点,但是纳米TiO2在实际应用中也存在光谱响应范围窄、量子效率低、粉末易团聚、难回收等缺点。针对以上问题,本研究从环境矿物学角度出发,采用分子自组装技术制备FeOOH纳米薄膜,并与纳米TiO2复合,改变TiO2与FeOOH的能级结构,制备出稳定、高活性的光催化纳米复合膜,并研究其光催化性能。本文的研究进展主要有:①研究了阴离子种类、阳离子浓度、体系pH值、水浴温度、水浴时间、半导体层序等因素对实验制备纳米复合膜的影响,通过正交试验确定制备TiO2-FeOOH纳米复合膜的优化制备条件。②通过FT-IR、XRD、SEM、TEM等方法对实验制备的复合膜进行表征分析,结果表明,实验制备的TiO2-FeOOH复合膜为锐钛矿型-针铁矿型复合膜,FeOOH制备体系的改变并未影响复合膜的晶相结构。锐钛矿呈颗粒状,直径约5-10nm,针铁矿呈针棒状,尺寸稍大,整体呈纳米花状结构,完整的花状物直径约200-300nm,构成花瓣的纳米晶粒大小在数纳米至二十多纳米,形成了三维纳米多级结构,这种花状多级结构有利于提高复合膜的吸附性能,从而提高其光催化性能。Ti O2/FeOOH纳米复合膜的花状三维多级结构是稳定性更强的“骨架”结构生长模式,FeOOH/TiO2的为稳定性相对更弱的“镶插”生长模式。③改变半导体复合的层序,考察层序对TiO2-FeOOH纳米复合膜形态、结构及光催化性能的影响。结果表明,半导体复合层序改变未影响复合膜的表面形貌和晶相类型。TiO2与FeOOH之间的复合有利于缩小半导体禁带宽度,其中外侧半导体为TiO2比外侧为FeOOH的纳米复合膜具有更彻底的载流子分离作用,更利于自然光照射下的光催化效率的提高。④选择石英玻璃片和活性炭作为基底,考察基底对TiO2-FeOOH纳米复合膜形态、结构及光催化性能的影响。结果表明,基底的差异不影响纳米复合膜的晶相结构和结晶形态,但会影响纳米复合膜的微(孔)结构及吸附性能,从而影响其光催化性能。由于吸附-光催化耦合增强效应的存在,吸附性能更强的光催化剂具有更优越的光催化性能。