光催化技术在环境治理和绿色能源领域拥有重要的应用前景,对光催化剂的研究吸引了众多的科研兴趣。二氧化钛由于其众多优点是目前最适合实用的光催化剂,其还存在诸多不足。石墨烯拥有很多优秀的特性,其在改善光催化剂中的应用也被人们寄予厚望。二氧化钛纳米管在光催化技术领域有更多的优势,更适合实际应用,据作者所知,目前还没有关于石墨烯改善二氧化钛纳米管的研究被报道。所以本文以二氧化钛纳米管为出发点,制备并研究了而氧化钛纳米管/石墨烯复合光催化剂。本文的主要工作内容如下：1.用水热-煅烧处理的方法制备了二氧化钛纳米管,通过对相同水热反应条件下,不同煅烧温度处理的样品(300℃、350℃、400℃、450℃、500℃)的研究和比较得出了煅烧对二氧化钛纳米管的影响,并确定最适合制备高质量二氧化钛纳米管的工艺；2.利用氧化还原法制备了氧化石墨及石墨烯,并对它们做了相关表征及性能测试,为后面的研究做了铺挚；3.利用两种不同的方法即：(1)水热处理二氧化钛颗粒/氧化石墨混合物的方法(2)二氧化钛纳米管/石墨烯简单搅拌法制备了两种不同的二氧化钛纳米管/石墨烯的复合光催化剂,研究了它们的光催化性能,分析和比较了两种复合光催化剂在复合方式、以及二氧化钛与石墨烯的相互作用上的不同。最终确定了两种制备方法中更好的制备方法,以及该方法下最佳的配比方案。本文对新型二氧化钛纳米管/石墨烯的复合光催化剂的研究结果,扩展了对二氧化钛与石墨烯复合催化剂的研究,并且能够帮助更好的理解石墨烯与二氧化钛复合时的相互作用关系。得到的结果不但可以应用于环境治理和绿色能源领域,也可以利用于其他领域,如太阳能敏华电池。