随着半导体光催化技术的发展,以二氧化钛为代表的半导体光催化剂已经成为一种有效的治理环境污染的清洁材料。尽管二氧化钛具有安全无毒、性质稳定、光催化性质优异的特点,但是材料本身相对较宽的带隙结构和较高的光生载流子的复合速率仍限制了其工业化的发展。近年来,以二氧化钛为基的复合型功能材料以其优异的光催化性能受到了人们的广泛关注。但是在其实际应用过程中,仍有一系列的问题亟待解决。例如,二氧化钛基复合型催化剂对污染物的吸附性能不突出,导致了复合催化剂虽然具有较高的活性,但是其整体光催化性能不明显；这种复合催化剂缺乏有效的固定化的载体作为支撑,导致了催化剂的流失并且其分离回收的过程也较难实现。目前对于此复合结构的吸附增强光催化活性的机理以及回收利用的关注是有限的。因此,研究以二氧化钛为基的复合型催化材料的电荷转移行为,协调吸附与催化之间的相互作用关系,制备出便于回收利用的新型光催化材料,对于二氧化钛复合型光催化剂的广泛应用及发展具有重要意义。本文以Ti02半导体光催化剂为主线,设计与制备了一系列吸附性材料或载体与半导体相结合的新型复合光催化材料。结合各种分析测试技术对复合催化剂进行结构组成、表面物理化学性质、光谱吸收特性和形貌等方面的表征；从复合催化剂的光生电荷转移行为、对污染物的吸附以及循环使用方面探究了Ti02基复合半导体材料对不同有机污染物降解和矿化过程。第二章,以Ti02纳米颗粒为基体,采用简便的"Reflux-stir"的方法制备出了Si02吸附剂包覆Ti02纳米粒子的TiO2/SiO2复合结构。通过对该复合催化剂对气态苯以及水蒸气的吸附试验,发现该样品能够实现对目标污染物和水蒸气的有效吸附作用,而且这种吸附作用使TiO2/SiO2复合体表现出更优异的光催化活性。在最佳的Ti：Si摩尔比为30：1的状态下,所制备的复合材料表现出最佳的光催化活性,其对气相苯的光催化降解速率达到了0.0230min-1,是原始的Ti02的6.8倍(0.0034min-1)。而且该复合结构在连续循环十次降解苯的测试试验后,仍然保持对苯的矿化率在90.0%以上。第三章,以具有强吸附性能的Ti02基纳米片为基底,制备了CdS修饰Ti02基纳米片的复合结构。实验发现这种Ti02基纳米片层结构具有更大的比表面积和更高的孔体积,而较大的比表面积有利于更多的污染物分子在催化剂表面进行吸附,而更高的孔体积有利于光催化反应过程中传质过程的进行。同时CdS的修饰作用提高了这种复合结构的电子-空穴分离效率,增强了复合结构的光催化活性。通过在可见光照射下降解罗丹明B (RhB)的实验发现,经过CdS修饰的TiO2基纳米片表现出增强的可见光催化活性,其最佳反应速率达到了0.0113min-1,是原始未经修饰的Ti02基纳米片的5.4倍(0.0021min-1)。第四章,选取了网状结构的玻璃纤维布作为载体,通过溶胶-凝胶和化学浴沉积的方法在其表面负载了一层CdS/TiO2纳米薄膜。通过对这种复合光催化剂的形貌结构表征,结果发现玻璃纤维布纵横交错的网状机构可以作为催化剂的有效载体,有利于对苯的吸附与降解。通过改变Cd2+或者S2-的原始溶液的浓度可以改变TiO2纳米薄膜表面CdS的沉积含量,而CdS的沉积量对TiO2纳米薄膜的吸附以及光催化活性有着显著影响。在CdS含量为0.16%时材料表现出最佳的光催化活性,在紫外-可见光以及可见光的照射下其对气相苯的降解效率分别达到了92.8%和32.7%。适宜的CdS含量不仅可以实现两种半导体之间电荷的传输,而且能够调控吸附位-活性位的协同作用,从而提高了光催化活性。第五章,以磁性Fe3O4@SiO2作为基底,通过水热的方法合成了TiO2/Bi2WO6复合催化材料。其中Ti02纳米粒子与Bi2WO6片状结构紧密连接,呈现出独特的葡萄状结构,而且这种磁性复合结构还具有优异的磁回收性能。通过表征分析,我们发现将Ti02纳米颗粒与Bi2WO6进行复合极大地促进了复合半导体对溶液中RhB染料的吸附作用,其吸附比例由8.3%(TiO2)增加到了40.7%(TiO2/Bi2WO6)。通过在可见光条件下对液相RhB染料的光催化降解实验,发现这种复合材料表现出非常优异的光催化性能,其对RhB的降解速率达到了0.0640min-1,是纯TiO2纳米粒子的49.2倍(0.0013min-1),是Bi2WO6磁性复合材料的1.5倍(0.0420min-1)。结合两种半导体材料之间的电荷转移行为,对其光催化活性做了解释。