有机挥发性气体（VOCs）以低浓度、种类繁多分布在大气中,是环境污染的主要来源之一,而二氧化钛（TiO₂）光催化降解技术是治理环境污染的主要方法之一。但TiO₂是一种禁带宽度较大的半导体材料,导致在吸收光能方面具有一定的局限性。因此,通过改善TiO₂光催化剂的表面与构造,扩大光能吸收范围,提高光催化效率,成为众多学者研究的主要内容。本论文以二氧化钛/氧化石墨烯（TiO₂/GO）纳米材料为出发点,通过对复合材料掺杂改性,归纳分析不同的工艺参数对复合材料光学性能及光催化降解甲苯的影响,并对催化机理进行总结分析,主要研究成果如下:为了提高TiO₂纳米复合材料的光学特性,对复合材料进行了N、Fe离子掺杂,并研究N、Fe离子掺杂之后的形貌及结构变化与纳米材料光学性能之间的关系。研究表明:N离子掺杂之后,出现了N 2p轨道与O 2p轨道的交叠现象,减小了TiO₂材料的禁带宽度,导致复合材料的吸收边红移。Fe掺杂形成电子捕获陷阱,降低了电子-空穴的复合效率,进而光催化效率有所提高,达到90.5%。进一步研究了不同工艺条件下的N、Fe离子共掺杂的TiO₂/GO复合材料。分别研究了水热时间、GO的含量对复合材料光学吸收特性、光催化效率的影响。结果表明:水热时间在一定范围内,随着水热时间的增加,TiO₂与GO之间能够充分发生键合,使得复合材料的团聚现象得到改善。同时,N、Fe离子能够更好地掺杂到复合材料中,导致吸收边红移。而GO的含量也是影响TiO₂/GO复合材料光学特性及光催化效率的主要因素,GO作为电子转移受体,有效地提高了电子-空穴对的分离效率,进而提高光催化降解效率,达到92.9%。最后,研究了掺杂Pd离子对复合材料光学性能及催化性能的影响。Pd离子可以进入TiO₂晶格中,引入杂质能级,形成电子捕获陷阱。在此基础上进一步研究了TiO₂的含量对材料性能的影响,控制TiO₂的含量可以提高光催化活性,主要原因是TiO₂的存在可以提供更多的活性位点,同时,在TiO₂与还原氧化石墨烯之间形成更多的化学键,可以更好地分离电子空穴对,进而提高了光催化降解甲苯的效率。总之,通过对纳米材料的光学及催化性能进行研究后发现,均匀的形貌分布、良好的晶体结构、较高的电子空穴分离效率以及高比表面积是提高纳米材料性能的重要因素。通过在制备过程中引入不同的杂质离子以及改变不同的工艺参数,可以对上述因素产生各种影响,从而调控纳米材料的光学性能和光催化性能。