纳米固体材料的光学响应性质取决于其电子结构,对于纳米尺度的Ti02,其电子结构与化学组成、原子排布以及物理结构有关。二氧化钛是最重要的一种光催化剂,随着碳纳米管复合材料研究领域不断的拓展和深化,利用碳纳米管改性二氧化钛的研究得到迅速的发展。通过掺杂改变纳米Ti02的化学组成可以实现对电子结构的调控。本研究利用混酸氧化法纯化碳纳米管,借助溶胶凝胶的优势及特点制备出掺杂铈铁的碳纳米管和二氧化钛复合催化剂。在纯化碳纳米管和制备复合催化剂,通过XRD、SEM、FTIR、UV-Vis等表征手段对所得产物进行测试,系统探讨了实验条件对最终产物的影响,进行了如下研究：(1)利用混酸氧化法,通过单因素实验考察纯化碳纳米管各实验条件(反应温度、反应时间、混酸体积比)对最终产物的影响；并采用正交实验对单因素结果进行优化。单因素实验中显示较好的实验条件为：反应温度130℃,反应时间120min,混酸比3：1。纯化碳纳米管的质量损失均随着反应温度、反应时间和混酸体积比的增大而增大混酸氧化法纯化碳纳米管的正交实验结果表明各因素对纯化碳纳米管质量损失的影响大小顺序为：反应温度>混酸体积比>反应时间。正交实验中较佳的反应条件为：反应温度130℃,反应时间105min,混酸比3：1。经表征发现,碳纳米管残留的金属催化剂颗粒和杂质全部除去,并在碳纳米管上引入了新的官能团。(2)制备铈铁掺杂二氧化钛-多壁碳纳米管复合催化剂的较佳实验条件,分别是二氧化钛和多壁碳纳米管的质量比为1：0.067,凝胶时间72h,煅烧温度为450℃,掺铈、铁量分别为1.5%,1%(wt%)。通过表征,我们看到铈铁掺杂后的复合催化剂,表面为致密的二氧化钛颗粒,无团聚。同时紫外可见吸收光谱表明,铈铁掺杂的复合催化剂吸收光范围已延伸至500nm处,具有明显的红移。(3)通过紫外光和可见光照射,考察MWCNTs-TiO2:x(0.5～2)%Ce, y(0.5～2)%Fe的催化活性和催化剂稳定性。结果显示,MWCNTs-TiO2:1.5%Ce,1%Fe复合催化剂表现良好。在紫外光作用下,该催化剂催化氧化甲基橙90min后,甲基橙的脱色率即达到了95%,150min后脱色率达到99%；MWCNTs-TiO2:1.5%Ce,1%Fe在经过反复4次共10h的反应后,其催化氧化甲基橙的脱色率变化都小于5%。这表明在紫外光照射下,铈铁掺杂二氧化钛-多壁碳纳米管复合催化剂有很强的催化活性和优异的稳定性。可见光下MWCNTs-TiO2:x%Ce, y%Fe活性评价中,在MWCNTs-TiO2:1.5%Ce,1%Fe催化氧化甲基橙150min后,甲基橙的脱色率即达到了96%,在240min后脱色率达到99%；在稳定性评价中,MWCNTs-TiO2:1.5%Ce,1%Fe在经过反复4次共16h的反应后,虽然在第四次的重复实验中,其催化氧化甲基橙有轻微的失活现象,但复合催化剂催化氧化甲基橙的脱色率变化在10%。这表明在紫外光照射下,掺杂铈铁的碳纳米管改性二氧化钛复合催化剂有很强的催化活性和优异的稳定性。