随着社会的不断发展，环境污染已经成为限制人类发展的重大问题。近年来，以半导体材料为基础的压电催化和光催化技术在解决环境污染问题方面给我们提供了绿色、环保的途径，且受到了众多研究者的关注。然而，压电催化剂的压电催化性能受其形貌影响较大，具有纳米棒或纳米片形貌的压电催化剂比具有纳米颗粒形貌的压电催化剂有更强的压电催化性能。此外，传统的光催化剂在反应过程中产生的光生电子和空穴又极易复合。这些因素都限制了压电催化和光催化技术在环境污染治理领域的应用。因此，如何针对这些限制因素对半导体催化剂进行改性，增强其压电催化及光催化性能，已经成为了压电催化和光催化领域的研究热点。本研究围绕SrTiO3催化剂，采用晶面调控和构建异质结的方法，增强其催化活性。主要研究内容及结论如下：
　　（1）采用水热法成功制备了一种仅暴露{001}晶面的SrTiO3催化剂（SrTiO3-1）和两种暴露{001}和{110}晶面的SrTiO3催化剂（SrTiO3-2、SrTiO3-3）。与SrTiO3-2相比，SrTiO3-3催化剂中{110}晶面的比例更大。此外，利用XRD、Raman、HSG、FESEM、TEM/HRTEM、XPS等多种表征手段分析了三种SrTiO3催化剂的物相组成、结构缺陷、宏观极性、微观形貌、暴露晶面类型、元素组成及价态等。以罗丹明B（RhB）为目标降解物，对三种SrTiO3催化剂的压电催化性能进行了探究。结果表明，暴露合适比例{001}和{110}晶面的SrTiO3-2催化剂对RhB压电催化降解性能最优。自由基捕获和定量实验表明了参与降解反应的主要活性物质为羟基自由基。此外，根据DFT计算提出的表面异质结概念解释了SrTiO3催化剂压电催化增强机理。SrTiO3催化剂中暴露的合适比例的{001}和{110}晶面提高了材料的电荷转移效率，改善了SrTiO3催化剂的压电催化性能。
　　（2）采用水热法成功制备了一种仅暴露{001}晶面的SrTiO3催化剂和两种暴露{001}和{110}晶面的SrTiO3催化剂，并将其分别与BiOBr复合制备了三种SrTiO3/BiOBr复合光催化剂（STO-1/BOB、STO-2/BOB、STO-3/BOB）。STO-1/BOB复合光催化剂中SrTiO3催化剂只暴露{001}晶面。与STO-2/BOB相比，STO-3/BOB复合光催化剂中SrTiO3催化剂暴露{110}晶面的比例更大。UV-vis DRS结果表明了SrTiO3与BiOBr的复合可以有效扩宽SrTiO3的光响应范围。以RhB为目标降解物对三种SrTiO3/BiOBr复合光催化剂的可见光催化性能进行了探究。结果表明了合成的STO-2/BOB复合光催化剂表现出了最优的可见光催化活性。此外，光电流、电阻抗谱和光致发光光谱结果表明了SrTiO3与BiOBr的复合及复合光催化剂中SrTiO3暴露晶面的调控可以有效促进光生载流子的转移和分离。通过莫特-肖特基曲线计算得到了SrTiO3和BiOBr的导带电势，两种半导体的价导带位置显示，二者可以形成稳定的异质结。自由基捕获实验结果表明了参与降解反应的主要活性物质为超氧自由基和空穴。在此基础上，探究了SrTiO3/BiOBr异质结对RhB的可见光催化降解机理。
　　综上所述，本研究所进行的SrTiO3催化剂的结构调控及其催化性能增强机理研究，为压电催化和光催化技术用于环境污染物治理领域提供了较为重要的参考。