随着中国社会主义现代化建设的加快，水体富营养化和水体污染等问题日益突出，从长远来看将影响中国经济的可持续发展。解决水体富营养化和水体污染等问题，构建良好的生态环境，开发清洁可持续以及能循环利用废水资源的废水治理技术成为当前科研工作者共同面对的难题。目前，对于水处理技术使用最为广泛的是生物处理法、物理处理法、化学处理法。这些方法当中由于化学处理法具有降解材料成本低，方便易操作，绿色无二次污染的特点，成为最常用的处理方法。而化学处理方法中的纳米半导体材料，更是将可持续性，环保性和经济性的特点发挥到最大，因此成为化学处理法中最常用的处理材料。纳米半导体材料中又以具有化学稳定性能好、廉价易获取、绿色无污染的二氧化钛(TiO2)材料为最佳使用光催化降解材料。然而，受TiO2禁带宽度较大，光生电子-空穴对极易复合以及表面积较小的影响，其在废水染料处理上的应用收到了限制。因此，研究纳米TiO2材料结构和性能的改进技术，制备出具有良好光催化性能的纳米TiO2复合材料具有重要的意义。本文通过将二氧化钛与二氧化硅(SiO2)复合制备出二氧化钛/二氧化硅(Ti/Si)复合材料、再将二氧化钛/二氧化硅(Ti/Si)复合材料与石墨炔(GDY)材料进行复合制备出具有良好光催化性能的二氧化钛/二氧化硅/石墨炔(Ti/Si/GDY)复合光催化材料，并对复合材料的微观结构和光催化性能进行表征以及测试。主要实验内容和结果如下：
　　(1)Ti/Si复合材料的制备及光降解性能测试。使用非离子表面活性剂:聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)作为模板剂，钛酸四丁酯(TBOT)作为钛源，正硅酸四乙酯(TEOS)作为硅源，绿色无毒的表面活性剂司盘80(Span80)作为扩孔剂，通过调节扩孔剂Span80与表面活性剂P123的配比以及TBOT与TEOS的配比，使用水热合成法合成一系列Ti/Si复合材料。通过SEM、IR、N2吸附-脱附性能测试、XRD等一系列表征手段对所合成Ti/Si复合材料进行形貌、结构表征，确定最佳比例的Ti/Si复合材料。并将制备的Ti/Si复合材料与商用二氧化钛(P25)同时进行紫外光光照条件下降解亚甲基蓝(MB)染料溶液测试，对比不同材料降的解性能，并进行循环性能测试来测试材料的稳定性。实验结果表明经过SiO2改性后的TiO2复合材料比表面积得到提高，TiO2分散性更好，并且紫外光光照条件下对MB染料的降解效率可以达到99.3%近乎完全降解。
　　(2)Ti/Si/GDY复合材料的制备及可见光降解性能测试。采用水热合成法分别合成Ti/Si/GDY材料、二氧化钛/二氧化硅/石墨烯(Ti/Si/GR)材料、二氧化钛/二氧化硅/碳纳米管(Ti/Si/CNT)材料。通过SEM、XRD、UV-visDRS、XPS、Raman等一系列表征手段对所合成材料的形貌、结构进行表征，确定Ti/Si/GDY材料是否成功复合。并将制备的复合材料在可见光光照条件下对MB染料溶液进行光降解性能测试，研究复合材料对MB染料光催化降解性能的影响。结果表明：经过GDY改性后的Ti/Si/GDY复合材料的光吸收范围从紫外光区域扩大到可见光吸收区域。并且在可见光光照条件下对MB染料溶液的降解效率达到91.8%。
　　(3)Ti/Si/GDY复合材料超声降解MB染料溶液。由于工业染料废水存在浓度高，颜色深，透光性差的问题。因此，采用超声降解的方法来超声催化降解MB染料废水，研究染料初始浓度、吸附剂用量、超声功率、吸附时间等因素对Ti/Si/GDY、Ti/Si/GR、Ti/Si/CNT、Ti/Si复合材料以及P25材料超声催化降解MB染料溶液效果的影响，通过超声降解实验结果，确定最佳超声降解条件。结果表明：Ti/Si/GDY复合材料在超声催化条件下依然能较好的降解MB染料溶液，在MB染料溶液初始浓度为15mg/L、Ti/Si/GDY复合材料投加量为15mg、降解时间为30min、超声功率为100W的条件下可以达到74.1%的最大降解率。