半导体光催化技术已经成为解决当前环境污染和能源短缺问题的有效途径之一。而开发高效光催化剂是半导体光催化技术走向实用化的关键。长期以来,TiO₂作为经典光催化剂,因物理化学性质稳定,价格便宜,制备方法简单,对环境没有危害,氧化性强等,所以一直是光催化领域的研究热点。但TiO₂作为宽带隙半导体（Eg = 3.2eV）,仅能吸收利用紫外光（λ<400 nm,占地球表面光能的4%左右）,对太阳光吸收率很低,而且光生电子-空穴容易复合,很难转移至催化剂表面参与氧化还原反应,导致量子效率降低,进一步降低了光能转化利用效率。国内外学者针对上述问题开展了大量的改性研究,主要包括:贵金属负载,元素掺杂,表面光敏化,半导体复合以及形貌调控等等。本研究采用贵金属负载,半导体复合和形貌调控这三种方法结合,以期提高TiO₂的光催化活性。本文分别制备得到TiO₂纳米纤维薄膜（TiO₂ NFF,TiO₂ nanofiber film）,Au/TiO₂ NFF,Bi2MoO6/TiO₂二元复合物,Bi₂MoO₆/Au/TiO₂三元复合物,采用 SEM、XRD、XPS、UV-Vis、PL以及光电流测试等对所制备样品的微观形貌、晶体结构、元素组成价态、光谱学以及电化学性质等进行全面的分析。同时,考察上述样品光催化降解亚甲基蓝（methylenebule,MB）的性能,并对其机理进行了讨论,本文主要研究内容如下:（1）以钛片为基底,采用水热法制备出网状结构的TiO₂纳米纤维薄膜（TiO₂NFF,TiO₂nanofiberfilm）,薄膜与钛基底贴合紧密,不易脱落,比粉末状TiO₂更容易回收利用,可以吸收可见光,而且在可见光照射100 min后,对MB的降解效率达到了 19.14%,这可能是由于TiO₂纳米纤维独特的纳米结构可以通过捕获可见光加速染料光敏化进程。再通过微波辅助化学还原法将金纳米颗粒（Aunanoparticles,AuNPs）负载在TiO₂NFF的表面,表征得出:AuNPs的负载进一步提高了样品对可见光的吸收,促进了光生载流子的分离。样品0.8 Au/TiO₂ NFF光电流强度是纯TiO₂NFF提高了两倍多,在紫外可见光照射100 min后,对MB的降解效率可以达到98.22%。（2）采用醇热法将Bi₂MoO₆与TiO₂ NFF进行复合,制备出了 Bi2MoO6/TiO₂二元复合物。研究发现:Bi2MoO6/TiO₂二元复合物纯度高,稳定性好,Bi₂MoO₆的复合使TiO₂的吸收边带发生红移,光生载流子的复合也得到了抑制。0.08 Bi₂MoO₆/TiO₂复合物的光电流差不多是纯TiO₂NFF的3倍,另外,在可见光照射100 min后,基本完成了对MB的降解。（3）以Au/TiO₂ NFF为反应模板,通过醇热反应制备出了 Bi₂MoO₆/Au/TiO₂三元纳米光催化材料。研究发现:Bi2MoO6/Au/TiO₂三元复合物,其结构是以TiO₂NFF为底板,上面依次覆盖AuNPs和Bi₂MoO₆。AuNPs和Bi₂MoO₆的共修饰从两个方面大大提高了样品对可见光的吸收,光生电子-空穴的复合也得到了进一步的抑制,在紫外可见光照射30 min后,Bi2MoO6/Au/TiO₂三元复合物对MB的降解效率达到了 98.91%。