二氧化钛（TiO2）是一种宽带隙半导体,只有在紫外光条件下才能被激发,有着可见光响应弱和量子效率低的缺点,且粉体催化剂在水溶液中难以回收再利用,极大限制了其实际应用。本研究针对TiO2光催化剂目前所存在的问题,通过壳聚糖改性TiO2来拓展其可见光响应范围,利用还原氧化石墨烯（rGO）进一步改性壳聚糖-TiO2提高其量子效率,以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）/热塑性聚氨酯（TPU）为（AT）基底构建自悬浮光催化器件,解决粉体催化剂难回收的问题。主要内容如下:1.通过溶胶凝胶法制备了壳聚糖-TiO2。结果表明,不同脱乙酰度的壳聚糖对TiO2有不同的改性效果,脱乙酰度超过50%的壳聚糖对TiO2有较好的改性效果,脱乙酰度为75%的壳聚糖改性TiO2性能最佳。可见光照射50 min,DD75壳聚糖-TiO2对甲基橙的降解率可达95%,远高于纯TiO2（0.9%）;铂化后可见光照射3 h,Pt-DD75壳聚糖-TiO2光解水产氢量可达2803.6μmol·g-1,远高于纯Pt-TiO2(26.8μmol·g-1)。壳聚糖-TiO2表现出优异的可见光光催化性能的原因在于配体到金属的电荷转移（LMCT）作用扩展了TiO2光吸收范围,壳聚糖中的氨基与二氧化钛中羟基络合成键,当可见光照射时,壳聚糖上被激发的电子将会直接注入TiO2的导带,从而使TiO2能够响应可见光。2.通过溶胶凝胶法构建rGO-DD75壳聚糖-TiO2复合光催化剂。可见光照射50min,0.5%rGO-DD75壳聚糖-TiO2对甲基橙的降解率可达97.5%;可见光照射3 h后,Pt-0.5%rGO-DD75壳聚糖-TiO2产氢量可达2902.6μmol·g-1,相比于DD75壳聚糖-TiO2及Pt-DD75壳聚糖-TiO2,二者的可见光光催化性能均有所提高。其原因在于rGO加快了光催化反应中的电子传递速率,使得光生电子-空穴对的复合率降低。3.采用熔融沉积成型（FDM）3D打印技术设计了密度与水密度接近的自悬浮AT基底,通过表面沉积技术负载壳聚糖-TiO2基光催化剂,得到了AT-T自悬浮光催化器件,实现其器件化。可见光光照2 h,甲基橙的降解率达到90%,高于相同负载质量的粉体催化剂的降解率（73.5%）;可见光光照3 h,AT-T的产氢量达到了2315.6μmol·g-1高于相同负载质量的粉体催化剂的产氢量(2002.3μmol·g-1)。其原因在于催化剂在AT基底上的均匀分布以及自悬浮光催化器件能有更高的光利用率及氧合速率。循环实验说明了AT-T自悬浮光催化器件具有良好的光催化活性稳定性。