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随着人们生活品质越来越高,人类越来越重视环境保护,人们需要一个环境友好型社会。纳米二氧化钛是光催化降解技术中最常用的光催化剂,具有环保,成本低等特点。本文针对二氧化钛的优缺点,对二氧化钛进行改良,然后通过复合得到二氧化钛/石墨烯的复合材料,并对此材料做光催化性能研究。在本课题中,首先要制备二氧化钛纳米棒,并通过对其微观形貌进行调控和XRD、FTIR和UV-Vis DRS等检测对其结构进行分析,再进行光催化降解实验,挑选出光催化降解效率好的自制二氧化钛。本文以钛酸四丁酯作为前驱体,先后进行了两组二氧化钛制备实验,第一组实验改变溶剂的量,通过多组实验确定溶剂比例对二氧化钛形貌的影响。然后进行第二组实验,保持醇酸总量不变,不断改变醇酸比例,通过多组实验确定醇酸比例对二氧化钛纳米棒形貌的影响。接着用两组实验得到的二氧化钛纳米棒样品进行光催化降解实验,通过对降解效率的分析得出结论,在醇酸总量1000 mmol,酸醇比为1:1时,得到二氧化钛纳米棒有最优的光催化效率,用此样品与石墨烯进行复合并研究复合物光催化性能。最终是二氧化钛纳米棒与石墨烯复合物的制备和光催化性能分析,先用溶剂热法得到水溶性氧化石墨烯,在进行氧化石墨烯和二氧化钛（自制最优样品TiO2-20:20:1）的复合。改变氧化石墨烯和TiO2-20:20:1的比例,得到多种二氧化钛和石墨烯的复合物。在进行复合物的光催化降解实验,通过降解数据整理分析确定比例最佳的复合物,最终确定复合物样品中TiO2-20:20:1/RGO-9:1的光催化性能最好。然后进行TiO2-20:20:1/RGO-9:1、TiO2-20:20:1和商用P25的光催化效果的比较,得到的结果是TiO2-20:20:1/RGO-9:1的光催化效果远优于TiO2-20:20:1,TiO2-20:20:1/RGO-9:1的吸附性能、开始的降解效率和最终的降解效果也高于商用P25。综上所述,石墨烯可以弥补二氧化钛在光催化领域应用的一些不足,石墨烯与二氧化钛复合后能显著提高二氧化钛的光催化降解活性,降解效果超过了现在商用的P25,这对治理污水和净化空气等领域的研究有重要意义。