二氧化钛（TiO2）由于具有无毒、低成本、高稳定性、催化活性好等优点成为最常用的光催化剂之一。然而,TiO2的宽带隙（3.2 e V）,使其仅在低于390 nm的波长下被紫外光激活,对可见光利用率低,光生电子-空穴对复合速度快易失活,电荷迁移速率缓慢,严重限制了TiO2的应用。通过金属离子注入、非金属掺杂、异质结构筑、染料敏化、转换发光剂掺杂等改性方法修饰TiO2表面可拓展其光吸收范围,提高光催化性能。石墨烯复合材料具有良好的光催化性能,构建具有三维交联结构的石墨烯材料如水凝胶和气凝胶已成为新的研究热点。本课题将溶胶-凝胶法和冷冻干燥相结合制备二氧化钛/石墨烯复合气凝胶,有效解决TiO2纳米颗粒较小,易于团聚、光响应范围窄和电子-空穴对复合率高等问题,研究内容包括:（1）以单宁酸（TA）为还原剂、改进Hummers法制备的氧化石墨烯（GO）和钛酸四丁酯(C16H36O4Ti)为原料,在常压90℃下采用溶胶-凝胶法制备装载TiO2纳米颗粒的石墨烯水凝胶,再通过冷冻干燥法得到一种质轻、多孔、疏水的二氧化钛/石墨烯气凝胶（TiO2/GA）。制备了一系列含有不同C16H36O4Ti和TA用量的TiO2/GA气凝胶,其中C16H36O4Ti用量为0.1 g、0.2 g、0.3 g和0.4 g,GO与TA的质量比为2:1、1:1以及1:2。研究表明,TA、GO、C16H36O4Ti投料比对TiO2/GA气凝胶的形貌影响较大;TiO2/GA气凝胶中TiO2纳米颗粒均匀地锚固在石墨烯片层上,其BET比表面积为111 m~2/g;TiO2/GA气凝胶对橙黄IV等偶氮染料均有良好的光催化降解性能,且易于回收重复使用。其中,GO与TA的质量比为1:1,C16H36O4Ti前驱体用量为0.2 g时制备的TiO2/GA表现出最高的吸附和光催化性能,对橙黄IV的光催化降解率可达76%。（2）为了拓宽TiO2对太阳光的吸收范围,提高光催化效率,采用多相复合技术,以姜黄素（Cur）、钛酸四丁酯(C16H36O4Ti)、氧化石墨烯（GO）为原料,抗坏血酸作为还原剂和交联剂,通过溶胶-凝胶法制备姜黄素敏化的TiO2/GA（Cur/TiO2/GA）。制备了含量不同的Cur和C16H36O4Ti用量的Cur/TiO2/GA气凝胶,其中Cur的含量为C16H36O4Ti的1%,3%,5%,7%,GO与Cur/TiO2的质量比1:1、1:2、1:3、1:4。采用XRD、SEM、FT-IR、RAMAN、BET、XPS和UV-vis等手段对材料进行形态和化学分析,研究材料的表面形貌、晶相结构、官能团与化学键合、比表面积、组成元素状态和光响应范围等影响因素;通过光催化实验考察催化剂种类、p H、催化剂投加量、猝灭剂、不同阴离子对橙黄IV光催化降解的影响,并对Cur/TiO2/GA气凝胶的光催化机理进行分析,为进一步提高光催化效率提供理论依据。在复合材料中,当Cur的含量为C16H36O4Ti的5%,GO与Cur/TiO2的质量比1:2时制备的Cur/TiO2/GA气凝胶显示出最佳的橙黄IV（AO4）降解效果,在紫外光照射下,3小时内AO4的光催化去除效率可达84.5%,而在可见光下光催化降解率为56.5%;证实了Cur/TiO2/GA复合气凝胶光催化降解有机污染中,·O2-是主要活性物质;且五次循环试验后其光催化效率仍高达81.1%,具有稳定的机械性能、较高的重复利用率并易于回收循环使用。