如今,随着水污染问题的日趋严重,各种相应的处理技术也应运而生。其中,光催化技术在处理水污染方面由于反应过程快速、高效,不产生二次污染,可循环利用,成为了治理环境污染的新曙光。最有前景的光催化材料之一当属具有出色的电荷传输性能、合适的导带位置和较高电子迁移率的半导体金属硫化物CdS。而g-C₃N₄作为非金属半导体光催化剂,其独特的能带结构、良好的化学稳定性、易于调控的结构、较多的活性位点等优点使其在光催化领域有较好的应用前景。基于此,本论文即探讨CdS的制备条件,并以非金属半导体g-C₃N₄为基底,采用不同的方法合成系列金属—非金属复合光催化剂,用于去除作为污染模型的有色染料甲基橙（MO）,主要研究内容如下:（1）利用溶剂热法在不同溶剂中制备CdS半导体光催化剂,并以FT-IR、XRD、SEM、UV-DRS等表征手段对材料的物相结构、形貌和组成进行测试,由此得到在不同溶剂中制备CdS的最佳条件:（1）当反应溶剂为水（DW）时,二水合乙酸镉与硫代乙酰胺的摩尔比为1比2,反应时间为12 h,反应温度为180℃。在此条件下制得的CdS（DW）的形貌为粒径均一的颗粒状。（2）当反应溶剂为乙醇（EA）时,二水合乙酸镉与硫代乙酰胺的摩尔比为1比3,反应时间12 h,反应温度180℃,制得的CdS（EA）为均匀的颗粒状。（3）当溶剂为乙二胺（EN）时,二水合乙酸镉与硫代乙酰胺的摩尔比为1比2,反应时间6 h,反应温度180℃,制得具有丝状形貌的CdS（EN）。紫外—可见光下,将MO作为水污染模型探讨制得的CdS的光催化活性。在最佳条件下制得光催化剂CdS（DW）、CdS（EA）、CdS（EN）均能较好的降解MO溶液。其中,CdS（EN）对MO溶液的降解催化活性最优,60 min后,降解率达到98.2%。（2）本章采用简单的方法制得了复合光催化剂CdS（DW）/g-C₃N₄、CdS（EA）/g-C₃N₄、CdS（EN）/g-C₃N₄,并进行了XRD、FT-IR、SEM、XPS、UV-DRS等表征测试。光电化学测试表明,复合光催化剂CdS（DW）/g-C₃N₄、CdS（EA）/g-C₃N₄、CdS（EN）/g-C₃N₄均具有较强的瞬时光电流。光催化实验结果表明,紫外—可见光下复合光催化剂CdS/g-C₃N₄对MO溶液均具有较好的降解活性,其中CdS（EN）/g-C₃N₄对MO溶液的光催化降解效果最佳。当MO染料浓度为20 mg/L、催化剂用量为1.0 g/L时,光催化降解15 min,降解率达到98.8%,相对于CdS（EN）及g-C₃N₄,光催化活性分别增强了2.6倍和3.2倍。BET结果表明,相对于CdS（EN）,CdS（EN）/g-C₃N₄由于其具有更大的比表面积可以在光催化过程提供更多的活性反应位点。循环实验表明,CdS（DW）/g-C₃N₄、CdS（EA）/g-C₃N₄、CdS（EN）/g-C₃N₄循环5次后均仍具有较高的光催化活性,说明催化剂稳定性良好。活性物种的捕获实验结果表明,CdS（DW）/g-C₃N₄、CdS（EA）/g-C₃N₄、CdS（EN）/g-C₃N₄光催化降解MO过程中,主要的活性物种均为都为?O₂^-,h⁺为次要的活性物种。（3）利用热解法制得NiO、g-C₃N₄,并采用简单的方法制得了金属—非金属半导体复合光催化剂NiO/g-C₃N₄,在此基础上制得PI/NiO/g-C₃N₄,利用FT-IR、XRD、SEM、XPS、UV-DRS等表征手段对光催化剂的物相结构、形貌和组成进行了检测。在紫外—可见光下,复合光催化剂PI/NiO/g-C₃N₄对MO溶液有较好的降解效果,比较不同PI含量的复合光催化剂对MO溶液的降解效果,发现15%PI/NiO/g-C₃N₄的催化活性最优。当MO染料浓度为20 mg/L、催化剂用量为1.0 g/L时,光催化降解15 min,降解率达到97.6%。循环实验表明,该复合光催化剂循环5次后仍然具有较高的光催化活性,可重复利用。活性物种的捕获实验结果表明,PI/NiO/g-C₃N₄光催化降解MO过程中主要的活性物种为?O₂^-。