二氧化钛性能优异、环境友好,已经被广泛的应用于各个领域,尤其是在光催化领域。然而二氧化钛在实际应用的过程中存在太阳光能量利用率低、催化效率低等缺陷。本论文运用超声辅助法合成亲水性石墨烯/二氧化钛复合材料和溶胶-凝胶法制备二氧化钛/四氧化三铁复合材料以及二氧化钛/亲水性石墨烯/四氧化三铁复合材料,对其光催化性能进行了研究。并探索各种合成条件对复合材料光催化性能的影响。以四氯化钛为钛源,加入自制的亲水性石墨烯,运用超声辅助法,制备了二氧化钛/亲水性石墨烯复合材料。通过XRD、SEM和TEM对复合材料进行表征分析,结果表明所制备复合材料的晶型为金红石型。对复合材料的制备条件进行探讨,得到最优制备条件为pH=2、m（HG）:m（TiO₂）=1:8、超声时间为90 min、超声温度为70℃。以高压汞灯为光源,降解甲基橙,结果表明最优条件下制备的复合材料展现了优异的降解性能,其对甲基橙的降解率为93.5%。是同等降解条件下商用TiO₂降解率的3.2倍,自制TiO₂降解率的1.5倍。以钛酸四丁酯和自制Fe₃O₄为原料,采用溶胶-凝胶法得到了TiO₂/Fe₃O₄复合材料,并探索Fe₃O₄添加比、焙烧温度、焙烧时间等条件对复合材料性能的影响。产品的XRD表征分析结果表明,TiO₂/Fe₃O₄复合材料生成的是锐钛矿型二氧化钛,在制备条件为焙烧温度为500℃、焙烧时间120 min、m（Fe₃O₄）:m（TiO₂）=1:6下制备的复合材料对甲基橙的降解率为96.2%。是同等降解条件下商用TiO₂降解率的1.5倍,自制TiO₂降解率的1.2倍。以钛酸四丁酯、自制Fe₃O₄和自制亲水性石墨烯为原料,采用溶胶-凝胶法得到了TiO₂/亲水性石墨烯/Fe₃O₄复合材料,并探索亲水性石墨烯添加量、Fe₃O₄添加量等条件对复合材料性能的影响。产品的XRD表征分析结果表明,TiO₂/Fe₃O₄复合材料生成的是锐钛矿型二氧化钛,当m（Fe₃O₄）:m（HG）=1:3.8下所制备的TiO₂/亲水性石墨烯/Fe₃O₄复合材料对甲基橙的降解率为98.8%。是同等降解条件下商用TiO₂降解率的1.5倍,自制TiO₂降解率的1.3倍。