目前,随着国内环境治理政策的完善,环境问题已有明显的改善。但重金属对人类和环境带来的严重威胁依然存在,重金属的污染处理仍然是全球范围内最受关注的话题之一。在这些重金属污染物中,铬Cr（Ⅵ）以其高毒性著称,可引起呕吐、严重腹泻、肾损害、肝病、甚至是癌症等多种症状,给人类的生存和环境带来严重的危害。本工作分别制备了2D-RGO/TiO₂、g-C₃N₄/TiO₂以及2D-WS₂/TiO₂三种材料,采用光催化方法对其去除水中重金属Cr（Ⅵ）的性能和机制进行研究,具体研究内容如下:（1）采用Hummers法将石墨粉氧化制备得到了氧化石墨烯（GO）材料,然后通过溶胶-凝胶-水热法将TiO₂前驱体直接复合在被还原的石墨烯材料表面得到2D-RGO/TiO₂复合材料,通过SEM、PL、XRD、XPS、EIS等手段对制备得到的2D-RGO/TiO₂材料进行表征,结果显示了所得光催化剂中的氧化还原石墨烯呈均匀的片层状,其表面均匀的分散着颗粒大小形状规则的锐钛矿型TiO₂,两者有效结合在一起。所制备的标准P-25和2D-RGO/TiO₂复合材料的比表面积分别为:68.5和185.3m²·g^-1;光催化实验结果表明光催化实验的最佳条件为:0.5g/L的2D-RGO/TiO₂催化剂催化还原pH=2的Cr（Ⅵ）溶液,光催化还原Cr（Ⅵ）的最大去除率可达到99.81%;机理实验表明在整个光催化还原Cr（Ⅵ）的过程中,主要是通过光生电子（e^-）和超氧自由基（·O₂）来实现的。较标准P-25而言,本工作所得的RGO/TiO₂复合材料的光催化还原Cr（Ⅵ）的性能得到了明显的提高,可用于工业去除废水中的Cr（Ⅵ）。（2）采用溶剂热法制备得到了g-C₃N₄片层结构,水热条件下将TiO₂前驱体复合在g-C₃N₄表面得到g-C₃N₄/TiO₂光催化复合材料。并通过SEM、DRS、PL以及EIS对其结构和性能进行了分析研究,结果显示呈颗粒状的TiO₂纳米粒子均匀的分布在g-C₃N₄层状结构表面,复合材料g-C₃N₄/TiO₂的带隙宽度为2.97有效的降低了TiO₂的带隙宽度,能够促进光生电子的跃迁和转移并在一定程度上降低了光生电子和空穴的复合率。相比于二维的g-C₃N₄、纯净的TiO₂纳米粒子以及对比材料P-25,可见光照射下制备得到的g-C₃N₄/TiO₂材料的光催化还原Cr（Ⅵ）的去除率为99.672%远高于g-C₃N₄、TiO₂以及P-25的58.941%、64.733%和59.039%,同时具有良好的光学稳定性;加入活性基团清除剂Ag⁺、草酸钠、苯醌和异丙醇的实验结果表明光生电子（e^-）和超氧自由基（?O₂^-）是光催化还原去除Cr（Ⅵ）重要活性物质。（3）以钨酸钠、半胱氨酸、钛酸四丁酯作为基础原料,采用一步溶胶-凝胶-水热法将TiO₂前驱体直接复合在2D-WS₂材料的表面得到2D-WS₂/TiO₂。使用SEM、PL、EIS及DRS等手段对2D-WS₂/TiO₂的表面形貌特征进行了分析,结果表明TiO2的颗粒大小均匀、形状规则,均匀分布在2D-WS₂表面,相比于标准的P-25材料具有更加优异的光学性能和电化学性能,理论结果表明2D-WS₂/TiO₂材料可作为光催化剂用于水体中Cr（Ⅵ）污染的光催化还原去除。可见光照射下对2D-WS₂/TiO₂材料光催化还原Cr（Ⅵ）的性能进行探究。实验结果表明:相比于标准P-25材料复合光催化剂2D-WS₂/TiO₂具有更优异的光催化性能。在20mg/L的Cr（Ⅵ）溶液、目标铬溶液的pH=2的条件下能够达到其最好的光催化处理效果,光催化还原Cr（Ⅵ）的效率最大可以达到99.47%;基于光催化实验向其中加入Cu²⁺、Zn²⁺、SO₄^2-以及CH₃OH作为干扰因素探究其影响,其中Cu²⁺和Zn²⁺的加入引起光催化反应速率的降低但不影响光催化最终的还原效率;干扰离子SO₄^2-的加入,促进了光生电子的转移从而引起光催化效率的增强;有机物CH₃OH作为有机物的加入到体系中促进了光生电子和空穴的分离进而加速了光催化反应进程。新型2D-WS₂/TiO₂复合光催化剂方法简单,在光催化还原去除废水中的Cr（Ⅵ）污染具有潜在的应用。本工作采用方法简单、操作方便的一步水热法和溶胶凝胶等手段,制备得到了三种不同的二维层状结构与TiO₂纳米粒子的复合材料,有效的改善了TiO₂的光催化性能,并对其进行了水体中Cr（Ⅵ）污染的光催化还原去除实验,同时结合电化学等表征手段对材料进行表征,以及理论计算与实验相结合对光催化还原Cr（Ⅵ）的机理进行理论佐证。对实际工业废水中Cr（Ⅵ）的去除具有潜在的应用价值。