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面对日益严重的环境污染和能源短缺的问题,寻找一种治理环境的有效方法及新型可再生和无污染的能源已经刻不容缓。半导体光催化技术具有氧化能力强、降解彻底、对污染物没有选择性、无二次污染、能耗低、操作简单、催化剂可以重复利用等优点,因此,它在产氢、有机物降解和空气净化等领域拥有广阔的应用前景,并且成为人们研究的热点。基于半导体光催化的机理和过程,影响半导体光催化性能的主要因素包括半导体的能带结构、光生电子-空穴对的复合和光生电荷在催化剂表面发生化学反应。本论文主要从设计和发展纳米二元、三元复合光催化剂并对其光催化性能进行系统研究,以拓展光响应范围、增强光吸收强度和抑制光生电子-空穴对的复合。主要内容如下：一、通过简单、快速的微波法合成ZnO-graphene和TiO2-Au的二元复合物,并将其应用于紫外光催化降解有机物领域。系统地讨论了这些复合物的光催化性能和机制。研究发现复合物的光催化性能和其组分的含量有关。ZnO-graphene复合物的光催化性能与复合物中掺杂graphene的比例相关,当graphene的比例为1.1wt.%时,ZnO-graphene光催化降解亚甲基蓝(Methylene Blue, MB)的效率达到最大值88%；TiO2-Au的光催化性能与复合物中Au的含量相关,当Au的含量为0.33wt.%时,TiO2-Au复合物光催化降解甲基橙(Methyl Orange, MO)的效率达到最大值87%；复合物的光催化性能提高的原因归结于光吸收的增强和光生电子-空穴对复合的减少。二、通过简单、快速的微波法合成ZnO-RGO-CNTs的三元复合物,并将其应用于紫外光催化降解有机物领域。研究发现ZnO-RGO-CNTs复合物具有比纯ZnO与ZnO-RGO更优异的光催化性能；ZnO-RGO-CNTs的光催化性能与复合物中掺杂CNTs的比例相关,当CNTs的比例为3.9wt.%时,ZnO-RGO-CNTs光催化降解MB的效率达到最大值96%；这些复合物的光催化性能提高的原因归结于光吸收的增强及光生电子-空穴对复合的减少。三、通过简单、快速的微波法合成TiO2-CdS、BiPO4-CdS和SnO2-SnS2的二元复合物,并将其应用于可见光催化领域。系统地讨论了这些复合物的光催化性能和机制。研究发现复合物的光催化性能和其组分的含量及合成条件有关。TiO2-CdS复合物的光催化性能与复合物中CdS的含量相关,当CdS的含量为57.5 wt.%时,TiO2-CdS的光催化降解MO的效率达到最大值94.5%；BiPO4-CdS复合物的光催化性能与复合物中CdS的含量相关,当CdS的含量为30.1 wt.%时,BiPO4-CdS的光催化降解MO的效率达到最大值98.1%；SnO2-SnS2复合物的光催化性能与合成过程中的反应温度相关,当温度为150℃时,SnO2-SnS2的光催化降解MB的效率达到最大值99%；这些复合物的光催化性能提高的原因归结于复合物大的比表面积增加了染料的吸附,吸收的光谱范围拓展及强度增强,以及光生电子-空穴对复合的减小。四、通过简单、快速的微波法合成CdS-TiO2-graphene和CdS-TiO2-Au的三元复合物,并将其应用于可见光催化降解有机物领域。系统地讨论了这些三元复合物的光催化性能和机制。研究发现CdS-TiO2-graphene复合物具有比纯TiO2、CdS-TiO2或者TiO2-graphene更优异的光催化性能；CdS-TiO2-graphene复合物的光催化性能与复合物中graphene的含量相关,当graphene的含量为2.82 wt.%时,CdS-TiO2-graphene的光催化降解MO的效率达到最大值99.5%；CdS-TiO2-Au复合物具有比纯TiO2、 CdS-TiO2或者TiO2-Au更优异的光催化性能；CdS-TiO2-Au的光催化性能与复合物中Au的含量相关,当Au的含量为0.06 wt.%时,CdS-TiO2-Au的光催化降解MO的效率达到最大值98%；这些复合物的光催化性能提高的原因归结于染料MO吸附的增多,光吸收范围和强度增大以及光生电子-空穴对复合的减少。