二氧化钛（TiO₂）光催化剂具有化学性质稳定、催化活性高、无毒、价廉等优点，目前在光催化应用研究中倍受关注。然而，由于TiO₂禁带较宽、光生电子-空穴易复合、对有机物的吸附能力差、难回收利用等缺点的限制，TiO₂催化剂的实际应用效果不佳。本工作采用溶胶-凝胶法原位制备TiO₂复合物，期待拓宽TiO₂光吸收范围、改善TiO₂光生电荷分离效率、实现TiO₂复合材料可实现回收利用、增强TiO₂对有机物的吸附，最终提高光催化降解效率。具体研究内容如下：（1）TiO₂/Ag-RG复合纳米催化剂的制备和光催化应用：通过溶胶-凝胶法对TiO₂纳米颗粒表面进行Ag的修饰，得到TiO₂/Ag复合光催化剂。TiO₂/Ag与石墨烯复合，制备出TiO₂/Ag-RG石墨烯复合催化剂。相比商业用P25，两种复合催化剂均在可见光区域有很强的吸收，更高的MB光催化降解效率。（2）磁性TiO₂复合纳米颗粒的制备与表征：通过溶胶-凝胶法和自组装法制备四个磁性TiO₂复合纳米颗粒：MT@TiO₂、MT@SiO₂@TiO₂、MT@TiO₂-RG与MT@SiO₂@TiO₂-RG。表征结果表明，四个磁性复合TiO₂纳米颗粒都比P25的光响应范围更宽，光吸收更强，可见光利用率更高。四个体系的复合纳米颗粒都可以通过简单的磁性分离实现回收利用。（3）磁性TiO₂复合纳米催化剂的吸附性能和光催化性能研究：磁性TiO₂复合纳米催化剂（MT@TiO₂、MT@SiO₂@TiO₂、MT@TiO₂-RG和MT@SiO₂@TiO₂-RG）应用于2,4-D的吸附和光催化降解。结果表明，与P25相比，MT@TiO₂-RG和MT@SiO₂@TiO₂-RG对2,4-D的吸附性能大幅度提高，四种催化剂展示更优异的光催化性能。尤其MT@SiO₂@TiO₂-RG对2,4-D显示几乎100%的去除效率，并对实际水样中的2,4-D也有非常好的去除效果。