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随着社会的快速发展,环境污染问题日益突出,寻找高效清洁的环境治理方法成为近年来全球关注的热点问题。光催化作为一项绿色环保技术,在环境和能源领域有着广阔的应用前景。二氧化钛(Ti02)、硫化镉(CdS)是光催化领域目前最常见的两种半导体光催化剂,但在光催化应用过程中存在光响应范围窄、光生电子-空穴对寿命短、纳米粒子易团聚和难以回收利用等不足。将两种半导体进行复合形成II型异质结构及将石墨烯(GR)或还原石墨烯(RGO)作为半导体化合物的基底形成纳米复合物是提高半导体光催化活性的有效途径。本论文以氧化石墨烯作为基底,采用微波溶剂热法分别合成了暴露{001}高能面RGO/TiO2、 RGO/CdS二元复合材料和RGO/CdS/TiO2三元复合纳米材料,并对其形貌、结构以及光催化性能进行表征。主要研究内容及结果如下：开展了暴露{001}高能面RGO/TiO2及RGO/CdS二元复合材料的合成及光催化性能研究。RGO/TiO2中Ti02呈现立方型并成功暴露出高能{001}面且Ti02颗粒均匀负载在石墨烯上,与纯Ti02相比,RGO/TiO2对可见光的吸收增强并出现吸收边红移现象。实验得到的RGO/TiO2复合光催化剂对亚甲基蓝(MB)降解效率90 min内达到94.25%,而相同条件下制备的纯Ti02降解MB的降解率仅为68.72%。石墨烯的引入加速了光生电子向石墨烯表面的转移,使Ti02中光生电子-空穴对能够有效分离,从而提高Ti02样品的光催化性能。RGO/CdS中CdS纳米球颗粒均匀负载在石墨烯上且粒径小于纯CdS,同时,石墨烯的引入增强了CdS对可见光的吸收,降低了CdS样品的禁带宽度。实验得到的RGO/CdS复合光催化剂对MB降解效率90 min内达到87.96%,而相同条件下制备的纯CdS降解MB的降解率仅为59.10%,表明石墨烯的引入有效减少了CdS活性组分的团聚,增加了材料的有效反应活性位,因而提高了样品的光催化性能。考虑到上述二元复合光催化剂仍然存在可见光利用率较低,材料的稳定性较差等不足,采用微波溶剂热法合成了RGO/CdS/TiO2三元复合光催化剂并对其光催化性能进行研究。三元复合催化剂较二元复合催化剂而言对可见光的吸收进一步增强,禁带宽度也较二元复合催化剂有明显的降低。当样品中Ti02含量为10%时,得到的RGO/CdS/TiO2复合光催化剂对MB降解率50 min内达到99.70%,明显高于RGO/CdS和RGO/TiO2二元复合光催化剂。三元复合光催化剂光催化性能的提高一方面来自Ti02与CdS形成的异质结构中电子的转移,同时石墨烯的引入为材料提供了电子的快速传输通道,通过与半导体异质结构的协同作用,进一步提高了光生载流子的分离速度和迁移效率,从而提高了样品的光催化性能。