以浓硫酸、高锰酸钾和双氧水作为氧化剂,以钛酸四丁酯、乙酸和双氧水为原料,可控制备不同比例氧掺杂石墨烯(OG)负载TiO_2纳米球、渐变状、纳米片的不同维度的复合材料。使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、紫外-可见光(UV-Vis)吸收光谱仪和X射线光电子能谱仪(XPS)等对复合样品进行了表征及分析。以活性染料X3B作为降解对象,研究了不同维度复合材料的光催化特性。结果表明,复合材料从0D/2D结构渐变至2D/2D结构,TiO_2与2D氧掺杂石墨烯复合程度更加紧密,光催化性能逐步提升,2D氧掺杂石墨烯负载TiO_2纳米片(TS-OG)效果最好,该样品在90 min模拟太阳光下对X3B降解率达到了99.5%。OG的深层次氧化使得其边缘、内部存在大量含氧官能团(—COOH、—OH等),而浓硫酸处理在复合过程中起到了关键作用,有助于TiO_2与OG产生更强的键合作用,促进了TiO_2表面的—OH与OG的大量含氧官能团深层次键合,使得电子传导速率增强,提高了光生电子和空穴对的分离,光催化性能显著提高,经过浓硫酸处理的TS6-OG在60 min模拟太阳光下催化降解率约是未经浓硫酸处理样品的2.7倍。