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光催化氧化技术是一种利用光催化反应过程中形成的强氧化性自由基与大量有机分子反应以生成更容易生物降解或者毒性较低的分子的方法。该方法以其高效、环保和降解彻底的特性而被广泛应用，因此利用光催化氧化技术来去除污水中染料分子的方法成为当前的研究热点。光催化氧化技术的核心是光催化剂，而在众多的光催化剂中，二氧化钛以其良好的光催化活性，稳定的生物和化学惰性，较强的氧化能力，无毒性，低成本，长时间的抗光腐蚀和抗化学腐蚀性，被认为是进行光催化降解污染物的最合适的材料。石墨烯因具有巨大的比表面积和大量存在于表面的自由移动的π电子，而成为光催化剂中常用的辅助和基板材料。本实验首先将TiO2包覆于Fe3O4磁性微球的表面，制得既具有高催化活性又可以回收再利用的Fe3O4@TiO2复合光催化剂。其次，选择石墨烯作为载体，将Fe3O4@TiO2催化剂负载于其表面，石墨烯为光催化剂提供了大面积的基底官能团与自由的活性电子。 (1)采用水热法合成Fe3O4磁性纳米微球，以此为磁性核心，以具有亲水性基团的碳层为连接桥梁，利用钛酸丁酯水解过程中产生的二氧化钛与亲水性基团的键合作用，从而制得了Fe3O4@TiO2光催化剂。研究结果证明:核壳结构的Fe3O4@TiO2复合物中的TiO2包覆层厚度均匀，而且该球形催化剂大小一致，不仅有效地提高了光降解效率，而且在外加磁场的作用下能够快速的分离回收。 (2)采用还原一步法制得了磁性石墨烯复合材料(Fe3O4@RGO)，以Fe3O4@RGO为载体，通过先在其表面接枝亲水性集团再包覆二氧化钛的方法制得了RGO@Fe3O4@TiO2复合光催化剂。研究结果表明:石墨烯表面的磁性纳米微球Fe3O4颗粒均匀，晶型良好，表现出较强的磁性能，不仅有利于整个复合物比表面积的提高，而且使复合物具备在外磁场作用下容易分离的新特性。最后，用该纳米复合材料进行光催化性能测试得出:当RGO@Fe3O4@TiO2的浓度为0.25g/L时，用于催化浓度为5×10-7mol/L的罗丹明B溶液，在20min时达到光解平衡，且最大光催化效率达到94％，而催化剂浓度变为0.5g/L时，相同浓度的罗丹明B溶液的光催化降解率达到最大值所需的光照时间仅为10min，而且降解率增大为97％。