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光催化作为一种绿色先进的氧化还原技术,能够利用太阳光驱动光催化剂产生强氧化性的活性氧自由基,该技术具有操作简便、能耗低、氧化彻底、无二次污染等优点,在污水处理方面受到了广泛关注。锆基金属-有机框架材料（Zr-MOFs）作为一种重要的光催化剂,具有比表面积大、孔隙结构丰富、能带结构可调和较好的稳定性等优点,在环境净化方面表现出较大的前景。通常,光催化水处理是自由基介导的氧化反应过程,自由基产量是决定其催化活性好坏的关键。然而,Zr-MOFs材料光生电子和空穴之间存在较强的相互作用,对其在光生电荷分离、迁移转化方面的影响却很少被关注,导致光生电荷复合严重、自由基产量较低。因此,基于电子-空穴（激子）间强作用力开发能够大幅提高光催化剂自由基产量的策略是目前光催化领域的难点,也是其在环境领域面临的巨大挑战。针对Zr-MOFs光催化剂光生电子和空穴间存在强库伦作用,导致活性氧自由基产量低的问题,本工作采用两种激子调控策略对Zr-MOFs活化氧气产自由基的过程进行了精准调控,大幅提升了其光催化产自由基性能。1)构建异质结在催化剂上创建丰富的电子态紊乱界面,利用电场力驱动激子界面裂解,大幅提高电子-空穴分离效率;2)在Zr-MOF中引入重原子调控激子从单重态向三重态转变,在无需电子-空穴分离的条件下,直接利用三重态激子活化氧气产单线态氧。本工作的主要内容和结果如下:（1）通过简单的溶剂热合成法成功制备了PCN-224/g-C3N4异质结光催化剂,利用异质结内建电场作用力驱动激子界面裂解,大幅提高电子-空穴分离效率。HRTEM结果显示异质结界面衔接紧密,过渡平滑,表明PCN-224/g-C3N4异质结的成功构建。紫外漫反射和荧光光谱结果分别表明,异质结的构建增强了光催化剂在可见光范围的光吸收性能,并大幅提高了电子空穴的分离效率。PCN-224/g-C3N4-4表现出的催化性能最优,其降解苯酚的拟一级动力学常数为0.337 h-1,是纯g-C3N4的10.7倍。此外,PCN-224/g-C3N4异质结还表现出十分出色的大肠杆菌灭活性能,可见光辐照3 h,能将初始浓度为2×10~7 cfu/m L的大肠杆菌全部灭活。经4次光催化苯酚降解试验后,异质结光催化剂的光催化活性没有明显的下降,说明异质结光催化剂具有较好的结构稳定性。通过自由基捕获实验,证明超氧自由基（O2·-）和空穴h+是导致酚降解的主要活性物种。（2）通过溶剂热合成法制备了光催化剂PCN-224-Zn。荧光和磷光光谱结果表明,金属-有机框架（MOFs）中引入Zn能够促进激子从单重态转变为三重态,在无需电子-空穴分离的条件下,高效高选择性活化氧生成单线态氧。由于不需要电子-空穴分离即可进行分子氧活化过程,PCN-224-Zn在可见光下活性氧自由基的产量明显高于对照材料PCN-224,使PCN-224-Zn表现出更高的杀菌和污染物降解性能,PCN-224-Zn对大肠杆菌的灭活性能比PCN-224高出3.5倍以上。杀菌机制实验显示产生的~1O2首先攻击大肠杆菌细胞膜的磷脂和蛋白质,在细胞膜表面形成不可逆转的孔道结构,造成细胞质的流失,加速细菌的灭活。（3）采用柠檬酸钠还原法合成金纳米颗粒（Au NPs）并将其负载到PCN-224-Zn上,制备了具有表面等离子共振的Au NPs/PCN-224-Zn光催化剂。通过TEM、XPS等表征确认Au NPs成功负载到PCN-224-Zn上。Au NPs的引入能增强复合材料的可见光吸收性能及热效应。荧光和磷光光谱结果表明,PCN-224-Zn中引入纳米金颗粒能够促进激子从单重态转变为三重态,Au NPs/PCN-224-Zn在可见光下活性氧自由基的产量明显高于对照材料PCN-224-Zn。光催化性能测试实验表明,相较PCN-224-Zn,在可见光下照射4小时,Au NPs/PCN-224-Zn光催化降解苯酚性能提升138%。经5次降解苯酚循环测试,光催化降解活性没有明显下降,说明光催化剂的结构稳定性较好。通过自由基捕获实验,证明Au NPs/PCN-224-Zn在光催化苯酚降解过程中的主要活性氧自由基为~1O2。（4）通过溶剂热合成方法制备了H3PW12O40/Pt/Ui O-66-NH2三元光催化剂,采用XRD、TEM等手段对制备的光催化剂进行了表征分析,并将光催化剂用于铬（Ⅵ）还原性能测试。结果显示,制备的H3PW12O40/Pt/Ui O-66-NH2对Cr（Ⅵ）的还原表现出良好的光催化性能,在初始p H条件下,浓度为10 mg/L的Cr（Ⅵ）在可见光照30 min后能完全将其还原为低毒性Cr（Ⅲ）。异质结的构建有利于激子分离为电子和空穴,另外Pt作为电子捕获陷阱引入会增强电荷分离;引入的H3PW12O40可以为Cr（Ⅵ）还原反应提供结合氢H+,提高铬（Ⅵ）的氧化能力,H3PW12O40/Pt/Ui O-66-NH2在初始p H值条件下,快速将Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ）。