二氧化钛具有无毒、廉价、易得等优点，是一种非常有应用前景的光催化材料。将二氧化钛做成纳米粒子或纳米纤维形态，可以有效提高二氧化钛材料的比表面积，增强其催化效率。而对纳米二氧化钛进行复合改性，一方面可以缩小二氧化钛禁带宽度，提高光谱利用率，另一方面可以促进电子-空穴对分离，提高二氧化钛光催化性能。静电纺丝是迄今为止唯一能够连续制备纳米级纤维的技术。目前制备二氧化钛纳米纤维常用的聚合物有聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚丙烯腈（PAN）、聚醋酸乙烯酯（PVAC）等。与这些聚合物相比，聚乙烯醇因其良好的生物相容性、生物可降解性以及具有大量的醇羟基等特点，在静电纺丝领域得到了广泛研究。然而，由于电纺制备的PVA纤维耐水性较差，二氧化钛前驱体在水溶液中水解速度过快等问题的存在，利用聚乙烯醇（PVA）制备二氧化钛纳米纤维的报道依然很少。为了克服以上问题，本文以交联的聚乙烯醇纳米纤维作为模板，制备二氧化钛纳米纤维；以氧化石墨烯作为改性剂，改进二氧化钛光催化性能。首先，将不同含量的氧化石墨烯引入PVA溶液中，静电纺丝得到PVA/GO复合纳米纤维。采用戊二醛对复合纳米纤维膜进行交联，研究戊二醛用量以及交联时间对交联效果的影响。发现戊二醛用量为7wt%，交联时间为5h时，得到的纳米纤维膜耐水解性能最好。利用场发射扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱、热分析仪、红外光谱以及拉力试验机对样品进行表征。研究表明，GO被成功引入到PVA纳米纤维中，GO不仅影响纤维表面形貌，还可以提高纳米纤维玻璃化转变温度、结晶度以及抗张强度，但使纳米纤维直径、分解温度以及断裂伸长率降低。得到耐水性良好的PVA/GO复合纳米纤维膜后，利用钛酸四丁酯（TBT）水解反应，在纤维表面生长二氧化钛。本实验研究了TBT用量、溶液PH值以及反应温度对二氧化钛包覆效果的影响。结果显示，GO存在可以诱导二氧化钛纳米粒子生长，使二氧化钛纳米粒子均匀分布在纤维表面。通过XRD对PVA/GO/TiO2复合纳米纤维表征，，发现利用钛酸四丁酯直接水解得到的二氧化钛为无定形态。得到PVA/TiO2与PVA/GO/TiO2复合纳米纤维之后，热处理制备二氧化钛基复合纳米纤维。透射电镜显示，空气氛围下煅烧得到中空二氧化钛纳米纤维，氮气氛围下煅烧得到内部多孔的二氧化钛基复合纳米纤维。通过XRD表征，600℃在空气及氮气氛围中热处理全部得到锐钛矿型二氧化钛，升高温度到800℃，空气氛围下得到的二氧化钛转变为金红石型，氮气氛围下得到的二氧化钛仍然有锐钛矿型结构存在，说明还原氧化石墨烯可以抑制二氧化钛晶型转变。氮气吸附-解吸附测试中发现，中空二氧化钛纳米纤维以大孔结构为主，碳化后复合纳米纤维以介孔结构为主，在P/P0=0.5处，可以观察到明显的磁滞回线。光催化降解亚甲基蓝试验中，600℃碳化处理，GO含量为12mg时，得到的二氧化钛基复合纳米纤维光催化降解效果最好。