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二氧化钛纳米光催化剂在污水治理、太阳能电池和传感器等领域具有广泛应用,但单一的二氧化钛对可见光无响应,吸附能力较差且光生电子-空穴易在催化剂内部及表面复合,使其效率和实际适用范围受到严重限制。因而,通过与其它半导体材料、导电材料复合以及元素掺杂等方法,来拓宽纳米二氧化钛光催化剂的光吸收范围至可见光区以及提高光生电子-空穴分离效率,成为研究改进二氧化钛光催化性能的重要方向。本文通过镍掺杂以及与传导电子的材料和其它半导体材料的复合,设计和制备了石墨烯/镍/二氧化钛/碳纳米管及氮化碳/镍/二氧化钛/碳纳米管两种复合光催化剂,并用于光催化降解有机染料污水。1.石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合物的制备及其光催化性能首先利用具有高比表面积及优良导电性能的石墨烯作载体,通过溶剂热法负载掺杂镍的纳米二氧化钛膜,制备出石墨烯/Ni/TiO2复合材料,过渡金属元素镍在对TiO2光催化剂进行掺杂改性的同时,也作为后续生长CNTs的催化剂。然后采用化学气相沉积法(CVD)在石墨烯/Ni/TiO2复合光催化剂上原位生长CNTs,得到石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合材料。CNTs穿插生长于TiO2纳米颗粒间,使各层石墨烯通过CNTs紧密连接,形成的三维网络结构进一步促进光生电子的快速传递。通过XREh SEM. TEM、拉曼等方法对制备样品的晶型、微观形貌等进行了表征,并以甲基橙(MO)降解为模型反应,考察了样品在可见光和紫外光下对甲基橙的光催化降解性能,结果表明,石墨烯和CNTs的加入使得Ni/TiO2、石墨烯/Ni/TiO2、石墨烯/Ni/TiO2/CNTs的光催化活性依次提高,并且石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合物中石墨烯含量越高,光催化降解性能越好。2. g-C3N4/Ni/Ti02/CNTs复合物的制备及其光催化性能为了得到光吸收范围更宽以及量子效率较高的光催化材料,以石墨型氮化碳(g-C3N4)为载体,负载掺杂过渡金属镍的纳米二氧化钛光催化剂,制备出g-C3N4/Ni/TiO2复合材料。然后以掺杂的镍为催化剂活性中心,通过CVD法在复合材料上原位生长CNTs,得到g-C3N4/Ni/TiO2/CNTs复合光催化剂。通过XRD、SEM、FTIR等方法对样品进行了表征,并以甲基橙光催化降解为模型反应,考察了样品在可见光及紫外光下光催化降解性能。结果表明,g-C3N4/Ni/Ti02在紫外光和可见光下对甲基橙的降解率分别是g-C3N4的2.4倍和1.7倍,生长CNTs后,g-C3N4/Ni/TiO2/CNTs的光催化性能相对于g-C3N4/Ni/Ti02又有了进一步提升。