随着社会的进步和经济的发展,环境污染和能源短缺日益严重,光催化技术逐渐成为解决环境问题和缓解能源危机的重要途径。在众多光催化材料中,由于二氧化钛无毒,具备高的化学稳定性和优越的光催化活性,因此引起科研工作者的研究兴趣。然而,二氧化钛的一些缺点也严重影响它的实际应用,例如禁带宽度较宽,只吸收紫外光,光生电荷与空穴的复合率较高,使得电子和空穴的使用率下降。为了有效的解决上述的问题,引入具有窄带隙的氮化碳材料,它能够与二氧化钛成功的复合,形成的异质结结构能够加快电子与空穴的分离效率。为了进一步延伸材料对光的响应范围,在体系中成功的引入Ti³⁺,它的加入能够明显的降低导带位置,缩短禁带宽度,进而拓宽对光的吸收范围。在近几年,介孔材料同样成为科学界的研究热点,由于介孔材料具有较大的比表面积,能够增强对污染物的吸附。本文制备黑色介孔TiO₂/SiO₂和黑色介孔TiO₂/SiO₂/g-C₃N₄复合光催化剂。运用XRD,FT-IR,XPS,N₂物理吸附-脱附,UV-vis,SEM和TEM对制备的样品进行表征。以甲基橙和苯酚为目标污染物进行光催化降解实验,并且测试了复合光催化剂的产氢性能。本论文研究成果包括:（1）以钛酸丁酯和正硅酸已酯为前驱体,通过水热和高温氢化的方法成功的合成黑色的介孔TiO₂/SiO₂催化剂,并且最佳的煅烧条件为200℃持续煅烧2个小时,随后进行350℃煅烧2个小时和450℃煅烧4个小时。所合成的催化剂展示出了卓越的光催化活性,对于甲基橙和苯酚的降解效率分别是92.0%和83.4%,光解水产氢效率是182.62μmol h^-1 g^-1。（2）通过溶胶凝胶和高温氢化还原方法制备黑色的介孔TiO₂/SiO₂/g-C₃N₄催化剂,并且介孔TiO₂/SiO₂与g-C₃N₄的最佳的质量配比为4:1。测试的表征可以证明带有介孔结构的介孔Ti O₂/SiO₂均匀的覆盖在了具有片层结构的g-C₃N₄表面,形成的异质结结构能够促进光生电子-空穴对的分离。同时具有大比表面积的介孔结能够增强对污染物的吸附。此外,Ti³⁺的加入能够延伸对光的响应范围,增强对可见光的吸收强度。因此,在可见光照射下,黑色的介孔TiO₂/SiO₂/g-C₃N₄展示最佳的光催化活性,对于甲基橙和苯酚的降解率分别是98.0%和98.5%,产氢效率是572.6μmol h^-1 g^-1。