开发高效、稳定的光催化剂是光催化技术发展的核心问题。近年来,众多的半导体光催化剂已被开发利用,但是太阳能利用不足和量子效率低等问题限制了光催化剂的实际应用。将两种或两种以上的半导体材料进行复合,构建复合光催化体系是解决上述问题的有效方法之一。因此,本文基于石墨相氮化碳（g-C₃N₄）和卤氧化铋等单一半导体光催化材料,采用高温煅烧法、溶剂热法、液相合成法和化学沉积法等构建了一系列新型复合光催化剂,利用多种表征手段对复合光催化剂的组成、形貌、光电化学性质等进行了系统研究,对其光催化降解有机污染物的性能进行评价。通过研究光催化反应中的电荷转移过程和主要活性物种,探讨光催化活性增强机理,为高效复合光催化剂的研制和应用提供实验依据。本文主要研究内容如下:1、具有多级结构WO₃/g-C₃N₄复合光催化剂的构建及性能研究。采用原位沉积法制备SrWO₄/g-C₃N₄前驱体,然后通过浸渍-煅烧法合成了具有多级结构的WO₃/g-C₃N₄复合光催化剂。SEM和TEM结果表明,厚度约为30 nm的WO₃纳米片直立生长在g-C₃N₄纳米片表面,形成“sheet-on-sheet”三维多级结构,显著提升了复合光催化剂的比表面积和可见光吸收能力。WO₃含量为34.6%复合物（WOCN-3）的比表面积达到58.28m² g^-1,分别为纯WO₃和g-C₃N₄的5.68倍和2.61倍。在模拟太阳光照射下,WOCN-3样品对罗丹明B（RhB）的降解速率常数分别为纯WO₃和g-C₃N₄的6.5倍和3倍。自由基捕获实验表明,·O₂^-和·OH是光催化降解过程中的主要活性物种。结合半导体能带理论分析,推测g-C₃N₄和WO₃能够形成Z型异质结,有效提升了复合光催化剂的光生载流子分离效率和氧化还原能力。2、Ag NPs修饰WO₃/g-C₃N₄ 2D/2D复合光催化剂的构建及光催化性能增强研究。采用沉淀-煅烧法制备了WO₃纳米片,通过热剥离法得到g-C₃N₄纳米片（CN）,最后采用高温煅烧法在CN和WO₃纳米片表面原位生成Ag NPs（粒径约10 nm）,构建具有2D/2D结构的WO₃/Ag/CN三元复合光催化剂。WO₃纳米片与CN纳米片之间的面面接触为光生载流子的迁移提供了良好的传输通道。具有表面等离子体共振（SPR）效应的Ag NPs可作为固态电子传输媒介,不仅促进了WO₃和CN之间的Z型电子转移,显著提高了光生载流子的分离效率,而且增强了复合物的可见光吸收能力。WO₃/Ag/CN三元复合物对RhB和四环素（TC）展现出增强的光催化降解活性和稳定性,其光催化降解RhB和TC的降解速率常数分别是WO₃/CN的2.4倍和1.9倍。通过HPLC-MS对RhB和TC的降解中间产物进行鉴定,并分析了两种有机污染物的光催化降解途径。3、AgI/BiOBr/RGO 0D/2D复合光催化剂的制备及降解四环素性能研究。采用简单的溶剂热法合成BiOBr/RGO纳米片,然后通过原位沉积法将AgI NPs（粒径10-30 nm）均匀负载于BiOBr/RGO纳米片表面,构建0D/2D纳米结构。在模拟太阳光照射下,AgI/BiOBr/RGO复合物在80 min内对TC的降解率为94.2%,其降解反应速率常数分别为纯BiOBr和AgI的5.9倍和2.9倍。AgI/BiOBr/RGO复合材料光催化活性的提高归因于AgI、BiOBr和RGO的协同作用:一方面,AgI和BiOBr的能带结构匹配,能够形成Z型异质结,促进了光生电子-空穴的分离,增强了复合物的氧化还原能力;另一方面,RGO具有良好的导电能力,能够促进AgI和BiOBr之间的电子转移,提高光催化剂的比表面积和可见光吸收能力。电子自旋共振（ESR）测试和自由基捕获实验表明,·O₂^-和h⁺是光催化降解TC的主要活性物种。利用HPLC-MS对TC降解中间产物进行鉴定,阐明了TC的光催化降解途径。4、Bi₄O₅Br₂/AgCl/Ag复合光催化剂的制备及降解环丙沙星性能研究。采用液相合成法制得Bi₄O₅Br₂纳米片,通过共沉淀法制备了Bi₄O₅Br₂/AgCl复合物,最后通过光辅助还原法得到Bi₄O₅Br₂/AgCl/Ag三元复合光催化剂。在模拟太阳光照射下,AgCl/Ag含量为20%的三元复合物（BAC-2）展现出最高的光催化活性,在150 min内对环丙沙星（CIP）的降解率为75%,其降解反应速率常数分别为纯Bi₄O₅Br₂和AgCl/Ag的4.1和3.2倍。Ag的SPR效应显著增强了复合物对可见光的吸收能力,Bi₄O₅Br₂与AgCl/Ag形成异质结促进了光生载流子的分离,从而增强了光催化活性。此外,通过HPLC-MS对CIP的降解中间产物进行鉴定,阐明了CIP的光催化降解途径。5、Bi₃O₄Cl/AgI复合光催化剂的制备及降解罗丹明B和四环素性能研究。采用溶剂热-煅烧法制备Bi₃O₄Cl微米球,原位沉积法制备AgI/Bi₃O₄Cl复合光催化剂,通过XRD、XPS、SEM、UV-vis等手段对光催化剂的组成、形貌和光学特性等进行分析。结果表明,AgI颗粒负载于Bi₃O₄Cl多孔微米球（～2μm）表面,形成紧密接触的异质结,提升了光生载流子的迁移和分离效率。AgI含量为30%的复合光催化剂在80 min内降解了96.5%的RhB,其降解反应速率常数分别是Bi₃O₄Cl和AgI的25.3倍和3.8倍。根据能带结构理论以及自由基捕获实验,阐明了AgI/Bi₃O₄Cl复合物的Z型光催化反应机理。