近年来,光催化技术在分解水产H2以及环境污染的修复等领域取得了长足的进步,利用光催化剂实现太阳能的转化越来越成为实现可持续发展的重要手段。钨基光催化材料由于具有多价态和表面等离激元等性质,使其具备全光谱光催化活性,而表面等离激元效应具有提高光吸收、增强光生电子激发以及高催化反应活性等优点。因此,研究表面等离激元对钨基光催化材料的光吸收调控、光生载流子分离及其光催化机理,可为钨基材料在工业废水处理以及光催化杀菌等领域的应用奠定理论基础。现有光催化研发中存在以下问题:1)半导体表面原位合成贵金属纳米颗粒低成本合成方法较难实现,且贵金属纳米颗粒修饰后的光催化剂性能增强机制仍不明确;2)氧空位在调控半导体异质结光吸收、能带结构、表面等离激元效应以及光催化的机理研究尚较为欠缺;3)光催化难以有效利用近红外光,已报道的近红外光催化材料的光催化效率较低,具有近红外表面等离激元效应的光催化材料的种类较少,且关于近红外光催化机理尤其是表面催化反应动力学方面的实验和理论研究都较为欠缺。针对上述的主要问题,本论文主要研究内容如下:首先提出了一种Na BH4化学还原法,在Ag2WO4纳米线表面原位合成了尺寸为3-6.5 nm的银纳米颗粒,实现了Ag/Ag2WO4表面等离子体催化剂低成本、可调控的合成。基于密度泛函理论计算,分析了表面银化对能带结构以及电荷转移的影响;通过有限元法计算了不同表面纳米颗粒覆盖度的Ag/Ag2WO4结构对局域光场的调制作用;结合实验测量得到样品的吸收光谱,结果表明Ag纳米颗粒可在可见光下激发表面等离子体共振效应,从而提高可见光区的光吸收性能。采用可见光为光源的光催化降解亚甲基蓝（methylene blue,MB）为模型,证明了表面银纳米粒子修饰使Ag2WO4的光催化速率最高提升了1.5倍,亚甲基蓝降解率提高0.5倍。然后通过阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列,并利用磁控溅射法在TiO2纳米管阵列上沉积WO3-x,之后通过空气热处理和氢气热处理的方式制备了WO3/TiO2和WO3-x/TiO2-x异质结。根据光吸收、光电流响应以及光电催化降解MB性能的测试,分析了氧空位对调节WO3-x/TiO2-x异质结的光电催化性能的影响。利用密度泛函理论,系统地研究了氧空位对调控异质结的电子结构、光吸收以及电荷转移的影响,提出了自掺杂效应和氧空位协同增强光催化性能的机理。紧接着提出了利用类金属性碳化钨的近红外表面等离激元光吸收特性实现高效近红外光催化的方法。通过光学性质以及近红外光催化降解MB的性能测试,表明了碳化钨具有类金属导电特性以及优异的近红外光区表面等离激元光吸收和光催化性能;此外,通过密度泛函理论和有限元分析,从理论上进一步揭示了碳化钨的类金属性和近红外表面等离激元性质;通过光催化过程中的活性氧检测以及碳化钨电子结构的分析,提出了一种WC基于近红外表面等离激元光吸收实现光催化的机理。最后提出了一种基于低功函数的类金属性WN实现高效表面活性氧活化以及近红外表面等离激元光催化的方法。通过密度泛函理论表明立方相WN的功函数以及光吸收性能优于六方相WN。并通过水热法-氨气氮化法,合成了立方相WN纳米方块。通过系统的物性表征以及近红外光催化降解MB的性能测试,表明立方相氮化钨具有优异的近红外光催化性能。利用有限元计算以及样品的光吸收性能的测试,表明了WN优异的近红外表面等离激元光吸收特性。之后计算了立方相WN典型的（100）、（110）以及（111）晶面吸附H2O和O2分子过程中的吸附能和电子转移,证明了WN（110）晶面具有最好的光催化产生超氧根自由基以及羟基自由基的催化活性。