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能源问题与环境问题是人类未来面临的十大问题中的两个重要问题。用阳光驱动世界是人们的共识。光催化技术是在能源与环境领域有着重要应用前景的绿色技术。TiO2具有无毒,廉价及高稳定性,已在光催化技术中得到了广泛的应用。但是TiO2纳米颗粒禁带宽度大,导致其光响应范围仅在紫外光区域,阻碍了其有效的利用太阳光。论文通过改变TiO2的形貌和构建异质结构复合材料来改善TiO2的光催化性能。具体内容为:（1）针对TiO2纳米粒子难以回收利用的不足,论文首先通过水热法制备了钛酸纳米带,钛酸纳米带经热处理及酸腐蚀再热处理后分别得到TiO2纳米带（TiO2NBs）和表面粗化的TiO2纳米带（C-TiO2NBs）。采用XRD、SEM、TEM、FTIR、UV-Vis、BET等手段对合成的样品进行了分析表征,并以合成的样品作为催化剂光降解亚甲基蓝（MB）检测了样品的光催化活性。结果表明:TiO2NBs是表面光滑的一维带状结构,纳米带的表面暴露的是活性最高的（001）晶面;C-TiO2NBs表面生成的第二相TiO2纳米粒子与纳米带之间形成了异质结构;TiO2NBs和C-TiO2NBs在紫外光照射4 h后对MB的光降解率分别为87.5%、99.4%。实验结果表明异质结构增强了纳米带的光催化性能。（2）为调节TiO2材料的光吸收范围及可见光下的光催化性能,论文通过原位沉淀法制备了氧化银/粗化的TiO2纳米带（Ag2O/C-TiO2NBs）,利用各种分析仪器对复合材料的形貌、结构和组成进行了表征,研究了材料的光降解性能。结果表明:合成的Ag2O/C-TiO2NBs仍然保持良好的纳米带结构,Ag2O纳米粒子均匀地负载到纳米带的表面。由于Ag2O的存在增加了复合材料的比表面积、扩宽了光响应范围、抑制了光生载流子的重组、增强了在可见光下的光催化性能。Ag2O/C-TiO2NBs在紫外光和可见光下都可以有效地降解MB,光照4小时后光降解率分别为97.9%、59.5%。论文还通过对光降解过程中活性物种的检测,初步提出了Ag2O/C-TiO2NBs在可见光下光催化降解MB的机理。（3）为进一步提高TiO2材料可见光下的光催化性能,论文采用原位沉淀法将CdS纳米粒子负载在粗化的TiO2纳米带表面,得到复合材料CdS/粗化TiO2纳米带（CdS/C-TiO2NBs）。利用各种分析仪器对复合材料的形貌、结构和组成进行了表征,研究了材料的光降解性能及催化制氢性能。结果表明:合成的CdS/C-TiO2NBs仍然保持良好的纳米带结构,CdS纳米颗粒直径约为6 nm负载在纳米带表面。合成的复合材料增加了比表面积、降低了带隙、拓宽了光的吸收区域、抑制了光生载流子的复合,从而导致了光催化活性增强。CdS/C-TiO2NBs光催化剂在紫外光和可见光下降解MB都具有很好的降解效果。光照4小时后光降解率分别为96.1%、99.7%。光催化降解反应符合一级反应动力学,复合材料在可见光下降解MB的速率常数是P25的44倍。光催化剂的重复使用结果表明,添加EDTA-2Na可以抑制CdS的光腐蚀,制备的催化剂具有良好的重复使用性。在可见光照射下,CdS/C-TiO2NBs光催化制氢结果表明,复合材料的制氢速率高达0.802 mmol/(g-1h-1),显示出优异的光催化制氢活性。论文还通过对光降解过程中活性物种的检测,初步提出了CdS/C-TiO2NBs在可见光下光催化降解MB的机理。