近年来,一维半导体纳米结构被广泛应用在太阳能转换,光电化学和光催化等领域。特别是一维的TiO2纳米带(TNBs),由于具有较大的比表面率,较好的捕获光子能力,能够快速且长距离输运电子而被广泛关注。但是TNBs的光催化活性仍受到限制,主要是因为其表面的活性位点少,光生电子空穴对复合率高,光吸收波长限制在紫外区域。因此,本论文旨在克服上述缺陷,制备带隙合适和晶格匹配的TiO2纳米带基异质结构并应用于液相光催化降解有机污染物。第一,通过静电自组装法合成CdS量子点-Ti02带(CdSQDs-TNBs)异质结构复合材料。与CdS量子点、TiO2带和非静电自组装的的CdS量子点/TiO2带复合材料相比,CdS QDs-TNBs异质结构复合材料在可见光下显示更加优秀的光催化活性和稳定性,这主要归结于良好的界面接触促进了 CdS量子点-TiO2带异质结构的形成,加快光生电荷的转移和延长了载流子的寿命,提高了其光催化效率。第二,联合静电自组装法和光还原法制备银颗粒/石墨烯/酸化TiO2纳米带(Ag/GR/SC-TNBs)三元异质结构复合材料。与SC-TNBs、GR/SC-TNBs和Ag/SC-TNBs相比,Ag/GR/SC-TNBs复合材料在紫外光下显示最好的光催化活性和稳定性,这主要是由于形成了石墨烯耦合的Ag/SC-TNBs颗粒异质结和锯齿异质结,其中石墨烯作为电子的传输者和接受者,银颗粒相当于“电子存储器”,促进电子和空穴的有效分离,延长了载流子的寿命,有利于其提高光催化活性。第三,通过静电自组装法合成GR/WO3/TiO2带(GR/W03/TNBs)三元异质结构复合材料。与TNBs、GR/TNBs和WO3/TNBs相比,GR/WO3/TNBs三元复合材料在紫外光下显示最好的光催化活性。这主要是由于形成了石墨烯耦合的WO3棒/TiO2带异质结构,其中WO3棒相当于“界面中介者”,促进电子的传递;石墨烯作为电子的接受者,能够有效地分离电子-空穴对,增加载流子的寿命,大大提高了其光催化活性。另外,控制实验检测了反应体系中的主要活性物种并提出可能的光催化反应机理。希望我们目前的工作能够为探索一维TiO2基异质结构的光催化氧化还原提供一个新的思路。