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工业发展促进了新有机原料被不断的开发利用,排放废水中的污染物呈现复杂多样性。工业废水中除了重金属污染物外,大多是各类有机污染物,较难处理。生物、化学及物理等传统方法处理污染物的手段已不能满足要求,因此,发展新方法以解决愈来愈严重的环境污染特别是水体污染问题越来越重要。近年来,将太阳能光催化技术应用于水中污染物的处理以其价廉高效及节能环保等优势引起了广泛关注。采用离子交换法,制备了多面体短棒状Ag2CO3光催化剂,该光催化剂在可见光下对Rh B、MO及MB等有机染料具有普遍的降解活性。利用单色波长辐照的方法及自由基捕获实验揭示了Rh B、MO及MB三种染料在光催化反应过程中具有不同降解机理,超氧自由基、羟基自由基和空穴分别在Rh B、MO及MB的降解过程中起主要作用。利用DFT理论计算了Ag2CO3的能带和态密度分布特征,结果表明Ag 5s轨道在导带底起主导作用,并且Ag 5s轨道之间也发生了杂化效应,有效降低了电子的有效质量,有利于光生电子和光生空穴的分离与迁移,增强光催化活性。采用两步离子交换法,制备了Ag X(X=Cl,Br,I)纳米粒子表面修饰的Ag2CO3/Ag X(X=Cl,Br,I)异质结光催化剂,该光催化剂较Ag2CO3既增强了对Rh B、MO及MB染料的光催化降解活性又改善了稳定性。XPS分析表明Ag X在Ag2CO3表面以化学键合作用相结合,有利于载流子的传输和分离。光电化学和荧光性质表明与Ag2CO3相比异质结显著提高了光生电子-空穴对的分离效率。单色波长辐照实验揭示了异质结存在不同程度的染料敏化效应来自于Ag X。详细讨论了Ag2CO3、Ag X和Rh B染料之间的载流子传输机理。采用固相反应法,制备了Ag2Nb(Ta)4O11光催化剂,在模拟太阳光下对Rh B、MO及MB三种染料具有普遍的光催化降解活性。同时,Ag2Nb(Ta)4O11光催化剂降解Rh B(MB)循环运行40(50)次后活性几乎没有降低,显示出较高的稳定性。同时,Ag2Ta4O11还具有优异的光催化制氢活性,可实现长达5天的稳定制氢活性及经过30天的腐蚀后仍具有制氢活性。使用过的Ag2Nb(Ta)4O11样品经过再煅烧可实现光催化剂和活性的双重再生。DFT理论计算表明其价带主要由Ag 4d和O 2p轨道组成,降低了带隙。Ag 4d和O 2p轨道高度重叠表明它们之间存在强烈的键合作用,对Ag2Nb(Ta)4O11的稳定性起重要作用。Ag2Nb(Ta)4O11的层状晶体结构特征及晶体内部的Nb(Ta)O6、Nb(Ta)O7和Ag O6多面体构成的交错网络可形成电子和空穴输运通道,有利于载流子的分离和传输。Ag O6八面体中Ag原子与周围的6个O原子形成配位键,有助于提高Ag2Nb(Ta)4O11光催化剂的稳定性。采用水热法,通过将限量的Ag+离子引入V2O5中制备了Ag0.68V2O5纳米片及Ag0.68V2O5分级结构。独特的电子结构使其吸收边扩展到红外光区,达到了900 nm,光吸收范围几乎覆盖了太阳光谱的60%。结合Ag0.68V2O5的光吸收和电子结构特征,限量的Ag+离子引入到V2O5中后,生成具有d1电子组态的V4+离子,使费米能级进入导带,其强光吸收来自于导带到导带以上更高空带的电子跃迁。超薄的结构特征可以提高载流子在垂直于纳米片方向的传递和分离效率,同时提供更多的表面活性位,增强光催化活性。Ag0.68V2O5作为光催化剂可以有效的降解MB和Rh B染料。