在过去四十年里,光催化因其在解决环境污染和能源危机方面的巨大潜力而受到广泛关注。光催化过程是基于半导体材料的带间激发。然而,由于大多数半导体的带隙较宽,载流子复合严重,光催化的实际转化效率很低。将具有表面等离子共振效应的金属纳米颗粒与宽禁带的半导体结合可提高催化剂的光响应范围和载流子的分离效率,是改善半导体光催化性能的有效途径之一。但是,金属/半导体界面形成的肖特基势垒对热电子向半导体的转移具有一定阻碍作用,而且由于电子-电子和电子-声子散射的作用,热电子的寿命仅在几百飞秒量级。因此,提高热电子的注入效率对等离子金属/半导体光催化体系的活性改善具有重要意义。本论文通过在TiO2能带结构中引入Fe杂质能级,构建了 Ag/Fe-TiO2光催化剂体系,有效地提高了其在可见光下光催化降解罗丹明B的活性。利用同步辐射X射线吸收近边结构(XANES)技术,在原位光照条件下解析了 Fe和Ti的L边吸收谱,揭示了 Ag/Fe-TiO2光催化剂体系中热电子的转移机理;并结合X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电镜照片、紫外可见漫反射吸收光谱和第一性原理计算等结果,建立了 Ag/Fe-TiO2光催化剂的构效关系。结果表明:Fe离子掺杂引入的杂质能级不仅减小了 TiO2的禁带宽度、提高了可见光区域的吸收,更重要的是,Fe的引入为等离子体Ag纳米颗粒诱导的热电子注入创造了新的传输通道,从而有效提高了热电子的注入效率、延长了电子的寿命,显著提高了催化剂在可见光光催化降解RhB的性能。本论文共分为四章,具体内容如下:第一章绪论:主要介绍了半导体光催化的基本原理、表面等离子体共振效应和表面等离子体金属/半导体光催化剂的研究进展,并简述了本论文的研究内容和意义。第二章实验部分:详述了本论文中样品制备和结构、性能测试等实验细节。第三章结果与讨论:综合分析了样品的X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电镜照片、紫外可见漫反射吸收光谱、同步辐射X射线吸收近边结构谱和可见光下光催化降解罗丹明B的活性结果,揭示了 Ag/Fe-TiO2光催化剂体系中热电子转移机理,并建立了构效关系。第四章总结与展望:总结了本文所获得的结论和启发,并对下一步的工作进行了思考和展望。