随着石油工业的快速发展,产生的石油废水逐渐增多,严重危害生态环境和人类健康。传统的处理方法如物理法、生物法和化学法存在效率低、费用高、回收利用困难等问题。光催化技术通过利用半导体光催化剂将太阳能转换为化学能,可应用于污染物降解、分解水产氢和二氧化碳还原等领域。光催化技术的核心是光催化剂。半导体光催化剂在光照射下吸收光子能量产生光生载流子,迁移至材料表面参与氧化还原反应。TiO₂是目前最为广泛应用的半导体光催化剂,具有催化活性高、低成本、无毒等优点。但是TiO₂存在光生电子-空穴对容易复合的问题,降低了光催化性能。利用复合半导体、贵金属沉积、离子掺杂等方法对TiO₂进行改性能够有效促进光生载流子分离,提高光催化活性。铁电材料因其特有的自发极化而产生的内建电场而备受关注。因此,本项目选取铁电性良好的BaTiO₃与光催化能力强的TiO₂进行复合,在复合材料中引入内建电场,促进光生载流子分离,提高光催化效率。通过制备不同类型的BaTiO₃-TiO₂纳米复合材料并表征它们的结构、性能、以及光催化活性,分析铁电内建电场和热释电效应对光生载流子分离的作用机制。本论文主要包括以下几个方面内容:（1）采用超声分散法制备BaTiO₃-TiO₂机械混合物,主要研究了组分比、温度对其光催化性能的影响。结果表明:在BaTiO₃:TiO₂组分比为1:1.5、温度为90℃时,光催化效果最好。（2）采用溶胶-凝胶法制备BaTiO₃-TiO₂纳米复合材料,主要研究了组分比对其光催化性能的影响。通过X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）表征样品的晶相结构和微观形貌,利用压电响应力显微镜（PFM）确认复合材料中BaTiO₃的铁电性能。结果表明:在BaTiO₃:TiO₂组分比为1:1.5时光催化效果最好。（3）采用水热法制备核壳结构BaTiO₃@TiO₂纳米复合材料,主要研究了制备工艺参数（异丙醇钛（TIP）和氨水（NH₃·H₂O）的含量、搅拌速度）、组分比和温度场（温变大小ΔT、温变速率）对其光催化性能的影响。通过XRD和TEM表征样品的晶相结构和微观形貌,利用PFM确认复合材料中BaTiO₃的铁电性能。结果表明:在TIP含量为0.16 mL、NH₃·H₂O含量为0.1 mL、搅拌速度为200 rpm和BaTiO₃:TiO₂组分比为1.2:1时,制备所得的核壳结构包覆比较完整,大比表面积TiO₂能够提供更多的表面活性位点;同时BaTiO₃自发极化形成的内建电场能促进TiO₂产生的光生载流子分离,提高光催化效率。当温度变化ΔT为12℃时,界面处形成的动态内建电场更有效,能持续分离光生载流子并提高其输运效率,从而进一步提高光催化性能。（4）将上述制备所得的具有良好光催化性能的核壳结构BaTiO₃@TiO₂纳米复合材料用于光催化降解石油废水。结果表明:增加催化剂含量、调节pH以及延长光催化反应时间,有利于提高石油废水的降解率。