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半导体光催化技术是深度处理有机污染物绿色、有效的环境治理技术之一,设计制备高量子产率、宽光谱响应的光催化剂并发现其作用本质,是当今国际光催化领域的研究热点。本论文以石墨相氮化碳(g-C3N4)和凹凸棒土(凹土,ATP)杂化材料为基础,引入Ag、Pt纳米颗粒和聚苯胺(PANI),合成系列新型可见光催化剂,采用 XRD、SEM、TEM、XPS、BET、UV-Vis、PL、EIS、吸附实验表征其结构和物化性能,在评价催化剂光降解性能的实验基础上进行了光催化反应机理研究,主要结果如下:(1)ATP/g-C3N4的制备及其可见光催化性能研究以硅烷偶联剂KH560改性后的凹土为载体,通过原位沉积,结合冷冻干燥、程序焙烧工艺在其表面负载g-C3N4,制备ATP/g-C3N4高效光催化剂。结果表明,凹土表面接枝的硅烷偶联剂与三聚氰胺发生SN2开环反应,将三聚氰胺固定在凹土表面,在分解和聚合反应实现将g-C3N4薄层通过Si-O-C键牢固负载于凹土表面,从而有效调变g-C3N4表面的电子层结构,提供更多的光催化活性位点。同时,凹土的结构没有被破坏,产物的比表面积显著增大,实现了性能优异、循环稳定的ATP/g-C3N4高效光催化剂的可控制备。通过可见光降解甲基橙(MO)来评价复合催化剂的光催化活性,发现相比于g-C3N4,ATP/g-C3N4薄层材料的形成大大提高了复合材料的可见光催化性能,,并且循环降解四次后依然保持了较好的光催化活性。(2)ATP/g-C3N4-Ag的制备及其可见光催化性能研究通过简单的化学还原法将纳米Ag颗粒(直径大约在6.54 nm)均匀地负载于ATP/g-C3N4表面,得到ATP/g-C3N4-Ag复合材料。结果表明,该复合材料相比于纯g-C3N4和ATP/g-C3N4,具更优异的光催化性能。可见光光照20 min后,对 10mg L-1 MO 的降解率达 96.1%。与 ATP/g-C3N4 相比,ATP/g-C3N4-Ag对 MO的光催化降解速率提升了 2.5倍,并且该催化剂在循环降解四次后依然保持了较好的光催化性能。通过自由基捕获实验证明,·O2-和·OH是该光催化反应的主要活性物种。(3)ATP/g-C3N4-Pt/PANI的制备及其吸附性能和可见光催化性能研究通过简单的化学还原法将纳米Pt颗粒沉积到ATP/g-C3N4表面,随后利用纳米金属Pt颗粒催化苯胺无电聚合,获得ATP/g-C3N4-Pt/PANI复合材料。通过静态吸附实验,研究复合材料对阴离子染料MO的吸附性能,考察MO浓度、吸附温度、溶液pH值对吸附行为的影响;通过MO模拟染料废水来评价复合材料的光催化性能。结果表明,ATP/g-C3N4-Pt/PANI对甲基橙表现出优异的吸附性能,吸附过程更加符合拟二级动力学模型,吸附等温线较好的符合Langmuir吸附等温方程。光催化性能研究表明,PANI和g-C3N4的共轭结构使得它们成为最易兼容的复合材料,由于多组分材料之间的协同效应,使得ATP/g-C3N4-Pt/PANI纳米复合材料具有卓越的光催化性能。可见光光照80 min后,对20 mg L-1MO的降解率达 96.3%,是 ATP/g-C3N4 的 1.5 倍。