随着社会的发展,环境污染和能源短缺等问题越来越严重,半导体光催化技术已经成为解决环境污染问题和缓解能源危机的重要手段。二氧化钛(TiO2)半导体催化剂具有无毒、光催化活性高和化学稳定性好等优点,引起了科研工作者浓厚的研究兴趣。然而,TiO2材料也存在禁带宽度较宽、光生电子与空穴复合率较高、太阳光利用率较低等缺点。为了有效解决上述问题,本论文通过改变TiO2单体形貌以提升光催化效率的目的入手,制备了反蛋白石(Inverse Opal,IO)TiO2,同时探究了与g-C3N4的复合改性,以进一步提升光催化效率。本文首先通过无皂乳液法和改进的Stober方法成功制备了聚苯乙烯(PS)和二氧化硅(SiO2)微球:随后利用垂直沉降法成功制备了致密的蛋白石结构PS和SiO2光子晶体模板;并通过溶胶-凝胶法成功制备了反蛋白石TiO2。对微球、光子晶体模板、反蛋白石TiO2利用XRD、SEM、TEM、EDS、UV-vis等表征手段对材料特性进行了表征和光催化性能测试。结果表明,制备出的反蛋白石TiO2呈锐钛矿型,利用粒径约为320nm的微球制备的反蛋白石TiO2在模拟太阳光光照3h后对亚甲基蓝的降解率最高,达到了 92.3%。为进一步提升光催化效率,本文将g-C3N4与反蛋白石TiO2进行了复合,以此来提升光催化效率。首次利用浸渍法成功制备了不同g-C3N4负载量的IO-TiO2-g-C3N4复合光催化剂。经过光催化实验后发现,浸泡质量分数10%的尿素6h,并在氮气保护下550℃煅烧1h后制备的IO-TiO2-g-C3N4/6h复合光催化剂表现出了最高的光催化性能,光照3h后对亚甲基蓝的降解率达到了 98.7%。