近年来,水污染问题越来越严峻。光催化技术是一种操作简单、对环境无二次污染的降解污染废水的有效方法,特别适用于治理一些难以被生物降解的有毒有机物。二氧化钛是一种无毒,稳定性较好且具有良好光催化性能的光催化剂。它被广泛应用于环境清洁领域。但是TiO₂具有难回收、易脱落等缺点。因此将光催化剂固定化不仅可以克服悬浮相催化剂稳定性差和容易中毒的缺点,而且可以解决催化剂回收难问题。但是传统固定方法的降解效率相对降低,本文通过利用表面含有大量的活性羟基的纤维素基原材料制备微孔发达、高比表面积的纤维素基活性炭催化纤维,分别采用模板法和静电纺丝法两种方法设计出具有特殊结构的催化纤维,使复合催化剂发挥出吸附和催化的协同作用,以有效提高催化剂光降解效率,再进一步提高光催化剂制备工艺及在治理有机污水方面的研究。研究的主要内容:1.采用模板法制备纤维素基活性炭催化纤维。以纳米纤维素为模板,以TiO₂为研究对象,为了提高其比表面积,通过工艺的探索和优化,实现了高性能TiO₂纳米纤维的可控制备。首先,使用酸法在机械搅拌下水解纤维,再离心洗涤2-3次以制取纳米纤维素。并以纳米纤维素为模板,钛酸丁酯为钛源,在隔绝空气机械搅拌条件下在纳米纤维素上负载二氧化钛。制得的产物放在马弗炉里在N₂氛围中进行煅烧,使得纳米纤维素上的TiO₂,转变为具有光催化性能的锐钛矿和金红石的混合晶型。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对制备产物形态形貌进行了表征。通过光催化降解亚甲基蓝实验将产物与纯TiO₂对比,利用紫外分光光度计来检测不同时间下的降解情况,来对产物的光催化活性进行评价。并探究了在500℃-900℃内不同煅烧温度下产物的光催化活性。实验制备的纳米纤维素长度约为200 nm。实验发现煅烧之后的产物二氧化钛均匀的负载在纳米纤维素之上,呈现棒状与明显的孔洞结构有利于进行吸附降解;负载到纳米纤维素上的TiO₂,其降解性能与纯TiO₂相比有显著的提高,经过煅烧后的纳米纤维素上的二氧化钛的光催化性能更加优异,对比不同温度,得到700℃煅烧温度下制得的产物光催化性能最佳。2.通过静电纺丝技术和后续煅烧处理,制备了纤维素基活性炭催化纤维。研究了不同纤维素含量、不同电压对纺丝纤维的影响规律。以醋酸和水的混合溶液作为溶剂,钛酸丁酯作为钛源,制备得到TiO₂溶胶,然后加入适量的醋酸纤维素,得到均一的纺丝液。将纺丝液进行静电纺丝后得到醋酸纤维素/TiO₂复合纳米纤维膜,将此纤维膜再经过碱脱乙酰基处理、活化、预氧化、碳化等一系列后续处理后,最终得到纤维素基活性炭复合纳米催化纤维。表征测试结果表明:选择CA浓度为18%的溶液作为前驱体,电压为21 KV,接收距离为15 cm为静电纺丝过程参数,可以得到连续,均匀的复合纳米纤维,二氧化钛纳米颗粒均匀的分布在纤维的表面。在此基础上还研究了H₃PO₄和KOH活化处理对亚甲基蓝催化降解效果的影响。研究发现,活化能大大提高催化剂的吸附性能。3.尿素掺杂的纤维素基活性炭复合催化纤维,是在前驱体中掺入尿素对之前所制备的纤维素基纳米催化纤维进行改性,得到一种可见光催化剂材料,使其具有可见光催化活性。用不同的表征方式对所制备的催化剂材料进行表征,在可见光的条件下降解MB溶液探究其光催化性能,并进一步探讨其降解机理,为开发研究出真正应用于处理有机污染物的净化和节约能源中的光催化材料进行了有益的探究与引导。