TiO2和K2Ti6O13,两种具有代表性的Ti-O基多功能半导体纳米材料。其中二者的一维结构纳米线因巨大的长径比、优异物理化学性质,已被成功广泛地应用于光催化、光解水和能源等领域,以解决目前人类所面临的环境污染与能源短缺问题。就现阶段看来,对这两种材料的研究主要集中在可控制备以及掺杂改性。对于这两种纳米线的可控制备,其中二氧化钛纳米线的制备方法主要集中在水热法以及气相沉积法,但纵观其所有制备过程时难免会发现制备采用的前驱体大多都是昂贵且有毒的异丙醇钛、钛酸四丁酯、四氯化钛等金属有机物以及金属盐。此外对于气相沉积法下制备二氧化钛纳米线还面临着得预先通过磁控溅射、原子层沉积等方法沉积一层贵金属膜充当催化剂的这一繁琐耗时步骤;而对于K2Ti6O13纳米线来说,则主要是通过固相烧结以及助溶剂法来制备,其面临的最大问题就是高温以及过量助溶剂的添加,并且所得纳米线的结构形貌,尺寸均匀程度一直较差。除了以上的可控制备以外,发现这两种材料在实际应用过程中面临着由于TiO2（3.0-3.2e V）和K2Ti6O13（3.42e V）较宽的带隙而导致的光利用率低下且光生载流子易复合的问题,因此必须对其进行掺杂改性,而在两者的所有改性策略中,石墨烯因其超高的电子迁移率,被认为是一种可以显著提高TiO2光电化学性能的材料,而g-C3N4（2.7e V）则因其合适的禁带宽度,能有效的与K2Ti6O13构建成异质结,从而也能增强其光电化学性能。针对以上提出的问题,我们采用简单的方法以及便宜易获得的含钛前驱体来制备纳米线,并系统地研究各参数对纳米线结构和形貌的影响,随后将两种材料分别与石墨烯和g-C3N4复合进行改性,并用于光催化降解有机染料,表征其光催化性能。其中本文的主要研究内容和成果如下:采用混合-包埋-煅烧法,以金属Ti粉为前驱体,通过添加少量的KF作为催化剂,调整实验参数及方案,在Si O2基底上制备二氧化钛纳米线。发现在1.5%KF添加量下750℃保温15min即可长出一层多晶钛膜。随即我们将保温时间进一步延长至60min,最后取出并在660℃对其进行90min热氧化即可得到金红石型的二氧化钛纳米线。将水热法与煅烧法结合,以金属Ti粉为前驱体,先加入不同浓度的Na OH溶液在不同温度和保温时间条件下进行反应,随后对其纳米线产物进行酸洗和不同温度退火来制备TiO2纳米线粉体。最终在9M浓度的Na OH溶液中200℃反应24h即可得到直径在100～200nm,长度在40～50μm的纳米线,随后经过8次0.1M稀盐酸清洗并在850℃大气环境下退火2h即可得到锐钛矿型二氧化钛纳米线。通过不同的方法在二氧化钛纳米线上生长复合石墨烯,期间首次成功地以200sccm丙酮蒸汽为碳源,不加氢且无催化剂,在850℃生长100min制备出了多层的石墨烯结构,此外,为了进行对比,还用直接混合-水热还原法对TiO2/石墨烯复合材料进行制备。采用改良烧结法,KF作为钾源和助溶剂,TiO2粉末为钛源,通过调整KF添加量、反应温度、反应气氛以及升温速率等参数,最终在45%KF添加量,800℃,乙醇气氛下反应90min,制备出了尺寸均匀的,直径约为100nm,长度在40～50μm的碳掺杂K2Ti6O13纳米线。通过不同方法制备K2Ti6O13/g-C3N4异质复合材料,并研究其对MB的光催化降解能力。最终通过直接混合法成功制备出了不同g-C3N4添加量的K2Ti6O13复合材料。随后在模拟太阳光下全波段照射催化2h,发现K2Ti6O13与12%g-C3N4复合的样品表现出最高的反应速率常数0.03469min-1,亚甲基蓝被100%降解。