光催化技术凭借其绿色无污染的特点渐渐成为解决世界能源短缺与污染问题的主要方案之一。目前已被广泛应用于污水处理,空气净化,全解水等领域。二氧化钛(TiO2)作为一种半导体材料,自1972年Fujishima和Honda发现可以在紫外光的照射下分解水以来已经得到了广泛的研究。由于其价廉易得、不易分解等优点,二氧化钛基复合催化剂层出不穷,被广泛应用于光催化的各个领域。但是,由于二氧化钛不可吸收可见光,量子效率较差等原因导致其实际应用受到了很大的限制。本文以静电纺丝法制备的二氧化钛纤维为基体,通过静电自组装技术构筑具有异质结结构的零维(0D)/一维(1D)和一维(1D)/二维(2D)复合光催化剂,实现光催化过程中的光生载流子有效分离,从而提高催化剂的光催化效率。主要的研究结果如下:(1)通过水热法结合静电自组装制备了 0D/1D Ag3PO4/TiO2复合材料。复合材料中Ag3PO4纳米颗粒均匀分布在TiO2纤维表面,平均粒径为22 nm。0D Ag3PO4纳米颗粒与1D TiO2纳米纤维之间良好的接触面使得复合材料具有良好的光电性能与出色的光生载流子分离能力。结果表明:当罗丹明B、亚甲基蓝和甲基橙的浓度为10 mg/L,催化剂含量为10 mg/L时,在可见光下分别仅需5,2.5和3.5分钟即可完全降解污染物水溶液;当污染物苯酚浓度为50mg/L,催化剂含量为10 mg/L时,仅需15分钟即可将污染物的浓度降低60%;当污染物盐酸四环素的含量为100 mg/L,催化剂的含量为10 mg/L时,仅需8分钟即可将污染物的浓度降低80%。同时在全光谱光照下也得到了类似的结果。光催化性能提升的根本原因归结于Ag3PO4与TiO2之间形成的紧密接触导致Ⅱ型异质结的形成,极大地提高了光生载流子的分离效率,使得复合材料的光催化活性得到增强。(2)通过静电自组装制备了 1D/2D TiO2/MXene复合材料。结果表明:Ti3C2与TiO2之间形成了紧密的界面,复合材料内部电子空穴传输阻力小于两种单相,但其光电流强度强于两种单相,并且光生载流子的分离效率得到了一定的提高。当Ti3C2含量为3 wt%时,复合材料具有最高的光催化产氢效率,比纯相TiO2(1.831 mmol·h-1·g-1)的光催化反应效率提升了 3.8 倍(6.979 mmol·h-1.g-1)。