工业发展给环境带来了对水的污染,我国现行的污水处理方法虽然工艺成熟,但对于水体中存在的低浓度、生物难降解的某些有机污染物是无法去除的。在众多的光催化剂中,二氧化钛（TiO₂）以其价廉、无毒、稳定性好、催化效率高、能够再生循环利用等优点,成为目前研究的热点。然而仍然有两个因素限制了TiO₂的工业应用:一是纯的TiO₂光催化效率比较低;二是TiO₂纳米颗粒催化剂易团聚,难以回收利用。为了解决上述的问题,掺杂和负载化是两个很好的方法和途径。本文用静电纺丝和溶胶-凝胶法相结合的方法,把含有钐离子和TiO₂前驱体的PAN溶液,通过静电纺丝法制得钐掺杂的TiO₂前驱体/PAN纤维,经过预氧化、浸渍水解和焙烧处理后,制得了钐掺杂的TiO₂纳米颗粒负载于碳纳米纤维表面的杂化光催化材料（Sm-TiO₂/CNFs）。为了研究Sm掺杂浓度、烧结温度以和纤维负载化对催化材料的表面形态、晶体结构的影响,我们分别做了SEM、TEM、EDX、XRD和XPS等测试表征,结果表明经过预氧化、水解和600℃、700℃和800℃碳化处理得到了不同的Sm-TiO₂/CNFs,纤维表面负载的TiO₂颗粒尺寸随着温度的升高而增大;同时晶体的类型也逐渐由锐钛矿向金红石相转变,600℃的样品中TiO₂只有锐钛矿单一的晶相。在所有的样品中,钛元素都是以+4的形式存在于TiO₂,均匀分散在碳纳米纤维的表面。为了研究Sm-TiO₂/CNFs的光催化性能,我们表征了样品在紫外光下对甲基橙溶液的光催化降解效率。与TiO₂粉末相比,TiO₂/CNFs的光催化活性要好一些,因为CNFs的较强吸附能力,纤维负载使TiO₂/CNFS获得了吸附-催化的协同效应。相对于TiO₂/CNFs,Sm-TiO₂/CNFs的光催化活性有了明显的提高,这是因为Sm对TiO₂的掺杂作用,且随着Sm掺杂量的增多,Sm-TiO₂/CNFs的光催化活性先提高后降低,存在着一个最佳掺杂浓度1.5%。钐掺杂的主要作用是抑制电子-空穴对的复合,从而提高光催化性能。