过度消耗化石能源造成的能源危机和环境污染成为世界各国所要面临的两大难题,以半导体材料为核心的光催化技术则为我们提供了一种理想的清洁能源开发以及环境修复的新思路。光催化可直接将太阳能转变为化学能（例如光催化还原二氧化碳）,还可以去除环境中可挥发性污染物,其走向应用的关键是开发高性能的光催化材料。二氧化钛独特的物理化学性质使其广泛应用于光催化领域。然而二氧化钛属于宽带隙半导体,主要响应紫外光,存在对太阳光利用率低及光生电子和空穴易发生复合的缺点,这些问题都严重限制了它的实际应用,亟待突破。基于此,本论文以二氧化钛为研究对象,对其进行改性并研究了光催化性能。此外,通过SEM、TEM、XRD、I-t、UV-Vis、BET等技术对样品形貌及结构进行表征和分析。主要研究内容和结果如下:（1）以钛酸四丁酯作为钛源,水热法合成了锐钛矿型TiO₂,随后通过溶剂热法得到In₂S₃/TiO₂复合光催化剂,并进行光催化还原CO₂性能测试。结果显示:与TiO₂相比,In₂S₃/TiO₂复合材料的光催化活性明显提升。5%In₂S₃/TiO₂样品在模拟太阳光照射1 h时,CH₄的生成速率达到16.21μmol g^-1 h^-1。同时,基于材料的能带结构位置提出了可能的光催化反应机理。（2）通过原位溶剂热法制备了CdIn₂S₄/TiO₂（CIS/TiO₂）纳米复合材料,将材料应用于光催化还原CO₂实验。实验结果显示,在模拟太阳光的作用下,复合材料表现出优异的光催化还原CO₂活性,其中3%CIS/TiO₂作为光催化剂时,CO生成速率最高,可达18.32μmol g^-1 h^-1。此外,利用Mott-Schottky曲线和UV-Vis光谱对能带结构进行表征,讨论了复合材料光催化反应机理。（3）以TiB₂为前驱体水热法制备了B-TiO₂,然后将尿素作为氮源,在氩气气氛中煅烧制得高结晶度B/N-TiO₂光催化剂,并进行光催化降解甲苯性能测试。测试发现B/N-TiO₂（1:5）光催化剂具有最高的光催化活性,甲苯降解率为67.1%。