采用第一性原理计算方法讨论了TiO_2(101)、(001)、(010)、(110)和(100)等活性表面的稳定顺序,选取最稳定表面(101)和最活泼表面(001)为研究对象,探讨石墨烯的复合对TiO_2表面结构和性能的影响。结果表明:石墨烯的复合改变了TiO_2的电子结构和电荷分布,导致电子由TiO_2表面迁移到石墨烯。石墨烯/TiO_2导带底端主要由Ti 3d组成,其分布向低能级部分移动,带隙大大减小,电子跃迁变得容易,吸收边波长发生红移,拓展了光催化剂的光响应范围,提高了其光催化活性。