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能源危机和环境污染成为制约人类发展的两大瓶颈,半导体光催化技术由于能够转换利用太阳能和降解多种污染物逐渐成为解决能源和环境问题的有效途径之一,在众多领域表现出广阔的应用前景。研发宽光谱响应和高量子效率的光催化材料是这一技术的关键,成为当前国际光催化领域的研究热点。近年来,尖晶石型CuAl2O4催化剂由于其禁带宽度窄,化学稳定性好等特点,在可见光范围内表现出了良好的光催化活性,因此对CuAl2O4的制备及其可见光催化性能的研究引起人们的广泛关注。本文采用水热辅助法通过调控合成条件分别制备了纯相CuAl2O4和混相CuO-CuAl2O4复合氧化物催化剂。采用XRD、FTIR、TEM, SEM、N2等温吸附-脱附和UV-Vis DRS等技术对这两类催化剂的结构、性质以及光谱特性进行了表征。分别以甲基橙和甲醛为目标降解物,考察了纯相CuAl2O4和混相CuO-CuAl2O4复合氧化物光催化剂的性能。主要研究工作和结论如下：1.采用水热辅助法在水热温度245℃时保温24h,经热处理后,制备了纯相纳米CuAl2O4光催化剂,考察了焙烧温度对催化剂晶型、颗粒尺寸及光催化性能的影响,通过XRD、FTIR、TEM、N2等温吸附脱附及UV-Vis DRS等手段对样品粉末进行了表征。结果表明：前驱体粉经700℃焙烧后即开始形成CuAl2O4,但并非纯相,经800℃和900℃焙烧后,形成纯相的CuAl2O4纳米颗粒。其中,800℃焙烧所得催化剂为15-30nm的立方结构,禁带宽度为1.97ev,表现出优异的可见光催化降解甲基橙性能,2h内降解率可达到98%,远高于同等条件下市售P25的催化性能(Ca.31%)。2.采用水热辅助法在水热温度180℃时保温24h,经热处理后,制得CuO-CuAl2O4复合氧化物催化剂,考察了制备条件对其光催化降解甲醛性能的影响,并通过一系列表征技术对催化剂的构效关系进行了研究。同时,在微量双氧水存在下,对CuO-CuAl2O4复合氧化物催化剂上可见光催化降解甲醛工艺条件进行了优化。(1)分别考察了催化剂制备过程中Cu/Al配比,溶液pH及焙烧时间和温度对催化剂性能的影响。结果表明,在Cu/Al=0.72, pH=6,800℃焙烧3h条件下制得的催化剂获得最高光催化性能,甲醛降解率可以达到84.3%。随后采用XRD、SEM、 N2等温吸附脱附及UV-Vis DRS等技术对不同制备条件下所得催化剂的结构和性质进行了表征。研究表明,制备条件的改变对复合催化剂中CuO及CuAl2O4相对含量、微观形貌、颗粒大小及吸光性能有不同程度的影响,进而影响其光催化降解甲醛性能。(2)通过单因素实验,考察了不同反应条件对最优制备条件下所得CuO-CuAl2O4复合氧化物光催化活性的影响。结果得出,以CuO-CuAl2O4复合氧化物为催化剂,甲醛溶液初始浓度50mg/L,催化剂用量2g/L, H2O2投加量7mL/L,溶液pH=6的条件下,可见光辐照4h后甲醛降解效果最好,降解率达到88.5%。