随着人类社会的发展,环境污染问题愈发严重,人类面临着前所未有的环境污染和能源短缺。但是随着新型纳米材料的近几十年的发展,人类保护环境和利用资源能力得到了很大的拓展,新型纳米材料为解决环境污染和能源利用问题,创造了有利的条件。而且由于半导体催化剂具有无毒、绿色且效果好的特性,所以光催化技术成为处理环境污废水的重要方法之一。本论文以二氧化钛纳米管阵列（TiO₂NTS）为基底,通过负载贵金属和金属硫化物,增强基底材料的可见光吸收和光电催化性能,成功制备复合催化剂Pd/TiO₂NTS和MoS₂/TiO₂NTS,并应用于抗生素污染物降解和重金属Cr（VI）还原。主要研究内容如下所列:（1）以柔性钛丝为钛源基底,应用阳极氧化法在钛丝上原位生长整齐有序的二氧化钛纳米管阵列（TiO₂NTS）并高温煅烧晶化;以PdCl₂溶液做为电解液,负载有二氧化钛纳米管阵列的柔性钛丝作为工作电极,在三电极体系中,采用多电位阶跃的方法将Pd金属颗粒均匀沉积到工作电极,制备出Pd/TiO₂NTS。Pd负载量通过控制电位阶跃循环次数来调控并对比探讨不同Pd负载量下对抗生素氟苯尼考脱卤性能的影响,优选最佳负载量。应用SEM、TEM表征所准备催化剂的形态结构;应用XPS和EDS分析催化剂成分与元素结合能;EIS,DRS等测试方法表征催化剂的光电性能。研究表明在光电催化条件下,Pd/TiO₂NTS材料对氟苯尼考具有优异的降解性能,负载贵金属等离子效应可以加强基底二氧化钛阵列的可见光的响应,同时在Pd金属纳米颗粒与TiO₂之间构建肖特基势垒,加速电子和空穴的分离。吸附在TiO₂纳米管阵列电极表面的H₂O分子光照和贵金属的存在转化为羟基自由基和高活性的活化氢（H*）,光催化降解抗生素污染物的同时,电催化产生的H*可以将抗生素的卤素取代下来,从而实现抗生素脱毒,起到了光电协同降解的效果。（2）以晶化二氧化钛纳米管阵列（TiO₂NTS）为基底,以钼酸铵(H₂₄Mo₇N₆O₂₄·4H₂O)和硫脲（CH₄N₂S）水溶液作为前驱体溶液,应用一步水热法在长有TiO₂NTS的柔性钛丝上原位负载二维MoS₂纳米片,制备MoS₂/TiO₂NTS复合催化剂。同时优化调整钼酸铵和硫脲在前驱体溶液中的摩尔比来调整MoS₂纳米片的形貌与最终性能,根据结构特征,将两个不同钼酸铵和硫脲摩尔比下的MoS₂/TiO₂NTS定义为1TMoS₂/TiO₂NTS和2HMoS₂/TiO₂NTS。1TMoS₂纳米片与TiO₂NTS构成的催化剂,电子传递速度更快,电子空穴复合率更低。在模拟太阳光和外加电场的辅助下,能高效还原Cr（VI）。