21世纪以来,我国工业化、城镇化进程显著加快,水体富营养化、水质恶臭及能源危机等问题日趋严重,对我国经济社会的可持续发展构成了极大威胁。因此,构建和谐、美丽的生态环境,开发清洁可持续发展的水处理技术是目前科学家研究的巨大课题。半导体光催化技术,是一种可持续、环境友好且经济的解决环境污染方面有效的手段之一。二氧化钛（TiO₂）由于其稳定的化学性质,无污染和价格低廉的性质受到了广泛应用。然而,由于TiO₂禁带宽度较大,量子产率低,表面积较小不利于污染物富集等限制了其在环境和能源领域的应用。因此,研究新型的纳米Ti O₂材料,改进其结构和性能,制备出具有良好光催化性能的复合光催化剂具有重要的意义。本文通过将二氧化钛与纳米洋葱碳、二氧化硅复合,制备出具有良好光催化性能的复合光催化材料,并对其微观结构和光催化性能进行表征和测试。主要实验内容和结果如下:采用溶胶凝胶法制备了纳米洋葱碳/二氧化钛（Carbon Nano Onions/Titanium Dioxide,CNOs/TiO₂）复合光催化材料,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线电子能谱（XPS）、比表面积及孔结构分布（BET）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等多种表征手段对其微观结构进行表征。选择难生物降解的罗丹明B作为模拟污染物评价CNOs/TiO₂复合材料的光催化性能。在自由基捕获实验的基础上初步探究了CNOs/TiO₂复合光催化剂对有机污染物的降解机理。结果表明:当CNOs与TiO₂的质量比为10%时样品表现出最佳光催化活性。自由基捕获实验表明,在降解有机污染物过程中,空穴和超氧自由基起主要作用。实验证明,CNOs不仅能够增强催化剂材料对光的吸收能力,而且具有优良的导电能力,能够转移TiO₂产生的光生电子,抑制光生电子空穴的复合,提高了电子空穴对的分离效率,从而增强材料的光催化活性。采用溶胶凝胶法制备了CNOs/TiO₂/SiO₂复合光催化材料,通过XRD、SEM、XPS、BET、FTIR和UV-vis DRS等测试手段对其进行表征,并研究了CNOs/TiO₂/SiO₂复合材料在可见光下对Rh B的催化活性。研究表明CNOs/TiO₂/SiO₂复合材料在可见光下的光催化活性比CNOs/TiO₂高,对罗丹明降解效果更佳。通过自由基捕获实验证明在光催化过程中超氧负离子起主要作用。进一步研究发现,SiO₂的复合增加了样品的表面积,提高材料对污染物的吸附性,同时,可将羟基扩散至SiO₂表面;CNOs和SiO₂的协同作用,有效抑制光生电子空穴对的复合,提高样品的光催化活性,是该复合材料能有效降解罗丹明B的关键因素。