近年来,二维层状结构过渡金属碳化物MXenes作为一种新型层状物质,在环境净化领域显示出了应用潜力。其中,Ti₃C₂作为MXene中研究最热,应用最广泛的一员,在有机染料的吸附和降解中显示出了较好的潜力。然而,由于其比表面积相对较低,制备出的风琴状Ti₃C₂表现出较为一般的对有机染料降解的性能。纳米Ce O₂单独作为光催化剂使用时,显示出了较差的光催化性能。为了解决上述问题,为了进一步增强Ti₃C₂和CeO₂的光催化性能,本论文主要从以下几个方面展开了实验工作:（1）Ti₃C₂及片状CeO₂/Ti₃C₂的组成、形貌及有机染料的吸附和降解性能,结果表明:Ti₃C₂具有独特的二维层状结构,表面积相对较小,仅为6.9858m²g^-1,表面带有羟基、氟和氧官能团,使其表面带有电负性,能够吸附带正电的离子。将其分别应用于吸附和降解有机染料甲基橙和罗丹明B的实验中,发现Ti₃C₂对两种染料均有吸附作用,且对罗丹明B染料的吸附作用强于甲基橙,但吸附作用进行1 h后均能实现吸附平衡的状态;另外,Ti₃C₂对二者均表现出了光催化的降解活性,且光催化降解效率基本无差异。采用水热的方法制备出片状Ce O₂/Ti₃C₂纳米复合材料并将其应用于甲基橙染料的光催化降解中,结果表明CeO₂/Ti₃C₂对MO的光催化效率明显优于单独的Ti₃C₂和CeO₂,CeO₂/Ti₃C₂性能提高的原因可能是来自两种材料的协同作用。（2）为了提高Ce O₂材料的光催化性能,采用简易的一步水热制备手段进行原位合成,合成出了氧化铈纳米棒负载在层状Ti₃C₂表面与层间的CeO₂/Ti₃C₂纳米复合材料。结果表明:粒径较小、形貌均匀的CeO₂纳米棒成功的负载在二维层状Ti₃C₂基体表面与层间,将其分别与Ti₃C₂和纯氧化铈比较,CeO₂/Ti₃C₂脱色甲基橙的性能有了显著的提高。经测试,在光照下降解浓度为20 mg/L的罗丹明B的实验中,紫外灯照射下90 min复合材料的降解率可达75%。性能提高的原因为CeO₂与Ti₃C₂之间的协同作用。（3）为了制备不同形貌的CeO₂/Ti₃C₂复合材料,利用简单的一步水热合成的方法制备出了氧化铈纳米线负载在层状Ti₃C₂表面与层间的CeO₂/Ti₃C₂纳米复合材料,并对其形成机理进行探究,结果表明:与Ti₃C₂复合的氧化铈纳米线的生长遵循“定向依附”机制,主要沿着氧化铈的（211）晶面方向生长,当加入的铈离子的摩尔质量不同时,分别会产生微粒聚成的球状、球状与线状共存以及纳米线状形貌,说明复合材料的形貌变化跟氧化铈与碳化钛的配比有关。（4）为了进一步提高纳米CeO₂的光催化性能,利用简单的化学沉淀法制备出纳米CeO₂/Ti₃C₂。结果表明:粒径较小、形貌均匀的CeO₂纳米微粒成功的负载在二维层状Ti₃C₂基体表面与层间,将其分别与Ti₃C₂和纯氧化铈比较,CeO₂/Ti₃C₂对甲基橙的脱色性能有显著的提高。经测试,含铈液体添加量为5 ml时制备出的复合材料,在浓度20 mg/L的MO染料的脱色实验中,超声5 min后脱色率达到76%,黑暗条件下继续反应60 min后,溶液的吸光度几乎为0,溶液的颜色有黄色变为无色。含铈液体添加量为30 ml的Ce O₂/Ti₃C₂对浓度为50 mg/l的MO染料的脱色性能,不仅优于Ti₃C₂和纯氧化铈,还优于其他配比下的复合材料,超声5 min后,脱色率为45%,黑暗条件下继续搅拌60 min后,脱色率可达75%。CeO₂/Ti₃C₂纳米复合材料展现出优异的脱色性能是由于基体Ti₃C₂与负载的CeO₂纳米微粒的协同作用产生的。