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环境污染和能源危机成为人类必须面临的两个严峻挑战。以ZnO和TiO2为代表的半导体氧化物由于在环境清洁及太阳能转换领域具有潜在的应用价值,其相关研究倍受关注。但由于光响应范围窄,且载流子复合率高,限制了它们的应用。因此,开发一类高效复合氧化物半导体材料成为光催化领域的研究热点。本论文基于尖晶石MA12O4这一新型光催化剂,考察不同的制备方法和条件,通过分级组装获得了球中球、多孔和层状等特殊结构的MO/MAl2O4异质结复合光催化剂。进一步研究了光催化材料的微观结构、形貌、光学性质与光催化性能的内在联系,主要结果如下：1)采用共沉淀法制备了异质结ZnO/ZnAl2O4复合光催化剂,在模拟太阳光照射下,考察光催化降解和杀菌性能。当n(Zn):n(Al)为1：1.5,600℃下焙烧4h所得样品,催化剂用量为1.0g·L-1时,50min内,对25mg·L-1甲基橙的脱色率为98.5%,60min内,对106CFU-mL-1大肠杆菌的杀菌率为99.8%。2)以葡萄糖(Glc)为模板,表面活性剂PEG-4000为辅助剂,一步水热法制备了复合空心球。当n(Zn):n(Al)为1：1.5,Glc与总金属离子物质的量之比为1：1,PEG添加量为10%,pH值为9所得前驱体经500℃焙烧4h获得的样品,比表面积达158.3m2·g-1。在模拟太阳光照射60min后,0.5g·L-1的样品对25mg·L-1甲基橙的脱色率为98.7%。3)以Glc为模板,在PEG-4000作用下,一步水热法合成具有多孔结构的CuO/CuAl2O4(Al2O3)复合光催化剂。研究了合成条件及制备方法对样品晶相组成和光催化降解活性的影响。当添加10%PEG的样品在600℃焙烧4h,其比表面积为167.1m2·g-1。在模拟太阳光照射下,60min内,0.5g·L-1样品对25mg·L-1甲基橙的脱色率为96.7%,与未加PEG样品相比,对甲基橙脱色率提高了6.5%。并进一步考察了Pt、CuS助催化剂修饰对CuO/Al2O3光催剂产氢活性的影响,以草酸为牺牲剂,负载1wt.%Pt和1wt.%CuS时,CuO/Al2O3具有最佳的光催化产氢率(4.51mmol·9-1·h-1),分别是原样品、Pt负载样品和CuS负载样品光催化产氢率的1.44、1.24和1.17倍。4)采用共沉淀法合成了NiO/NiAl2O4复合光催化剂,考察了Ni与Al物质的量之比、焙烧温度、催化剂用量及甲基橙浓度等对光催化活性的影响。当n(Ni):n(Al)为1：1.5、焙烧温度为700℃时,在紫外光照射下,60min内0.5g·L-1样品对25mg-L-1甲基橙的脱色率为88%。通过负载金属氧(硫)化物改善复合光催化剂的性能,当负载量为1%(物质的量百分数)CuO时,光催化剂活性明显提高,与未负载样品相比,脱色率提高了9.1%。5)通过调变层板不同金属的物质的量配比和焙烧温度,采用水热法获得了组成、粒径可控的Zn、Cu (Ni)、Al层状双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)及相应的复合金属氧化物光催化剂。[Zn2+]:[Cu2+]:[Al3+]为1：2：1,500℃下焙烧得到的ZnO/CuO/ZnAl2O4复合氧化物呈现出较好的光催化活性。在模拟太阳光照射下,0.5g·L-1催化剂用量,60min内对25mg·L-1甲基橙的脱色率为93.1%。而[Zn2+]:[Ni2+]:[Al3+]为2：1：1,500℃下焙烧得到的ZnO/NiO/ZnAl2O4复合氧化物具有良好的光催化活性,0.5g·L-1催化剂用量,60min内对100mg·L-1甲基橙的脱色率为95.3%。本论文包括图91幅,表8个,参考文献188篇。