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二氧化钛（TiO2）光催化剂具有无毒、稳定、价廉、以及能在常温下光催化降解多种有机物等特点，因此在污水和废气处理等环境领域中具有广阔的应用前景。但是，锐钛矿型TiO2只能被波长小于387．5 nm的紫外光所激发，并且TiO2纳米颗粒在处理液相污染物时容易团聚、沉淀和流失，从而极大地限制了TiO2光催化剂的大规模应用。对TiO2进行掺杂改性和负载固定，是拓宽其光谱响应范围和消除TiO2纳米颗粒处理液相污染物所面临缺陷的有效途径。本论文采用静电纺丝法制备了TiO（OAc）2／PAN杂化纳米纤维，并通过后续的热稳定化、氨化和焙烧处理，制备了一种新颖的掺氮二氧化钛／炭纳米纤维(TiO2-xNx／CNFs)异质光催化剂。纳米纤维的形貌结构、晶相结构和化学组成的变化分别用TEM、FESEM、XRD、FT-IR、EDX和XPS等进行了表征分析，而TiO2-xNx／CNFs的光谱响应范围和光催化活性则分别用UV-Vis吸收光谱和对亚甲基蓝溶液的光催化降解进行了测试分析。结果得出，TiO（OAc）2均匀且有序地分布在PAN纳米纤维中，并且使PAN纳米纤维的直径从350～500 nm减小到250～400 nm。经过热稳定化后，电纺TiO（OAc）2/PAN纳米纤维的表面变得光滑，并且由于物理和化学收缩，纤维的直径减小至200～300 nm。经过氨水预处理和焙烧后，稳定化TiO（OAc）2/PAN纳米纤维的直径进一步地减小至100～250 nm。在400℃焙烧下，无定形钛氨络合物将开始转变为锐钛矿型TiO2-xNx，并迁移到纳米纤维的表面上。在600℃焙烧下，25 wt．％左右的锐钛矿型TiO2-xNx纳米颗粒均匀地分布在高度取向排列的CNFs表面上，TiO2-xNx的平均粒径大小为20 nm左右；而将温度升高到800℃后，CNFs的表面上会形成大量的微孔和中孔，但是锐钛矿型TiO2-xNx会完全转变为不具有光催化活性的金红石型TiO2-xNx，TiO2-xNx的粒径则增大为30～50 nm。由于TiO2-xNx具有明显拓宽的光谱吸收范围和增强的光催化活性，其中光吸收阈值从390 nm红移至500 nm左右，以及纳米纤维的巨大比表面积（130 m2／g）、孔隙率（0．34 cm3／g）和吸附性能，在600℃下焙烧的TiO2-xNx／CNFs异质光催化剂在紫外光和可见光下均具有优异的光催化活性，比TiO2/CNFs、TiO2-xNx和TiO2粉体的光催化效率都要高。