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目前,由于抗生素的滥用及其在动物体内的不充分代谢,已有多种抗生素在自然水体中被频繁检出,严重威胁生态环境和人类健康。光催化氧化作为一种新兴的绿色环保技术在抗生素废水降解领域具有广阔的应用前景。制备新型高效光催化剂或者通过特定的技术改良光催化剂是光催化技术的核心问题,也是目前的研究重点。石墨相氮化碳（g-C3N4）作为一种理想的非金属光催化剂,因其原料丰富、简单易制备、可见光响应良好、能带结构可调等特点受到广泛关注。然而,通过热缩聚法直接合成的g-C3N4有结晶度差、比表面积小、量子效率低和禁带宽度较大等缺点,严重影响其光催化活性。此外,g-C3N4的骨架结构具备的π-π共轭电子系统将限制光生电子-空穴对的分离。针对g-C3N4存在的问题,本研究通过三种不同的改性方法对g-C3N4进行优化,系统地研究了材料的理化结构和光电性能,以典型的抗生素作为模型污染物评估其光催化能力,借助自由基淬灭实验和能带结构分析讨论可能存在的电荷迁移机理。在此基础上,对比三种改性材料的光催化性能,得出最佳的改性方法,并进一步探究水质参数对材料光催化性能的影响,推测光催化降解过程中污染物的降解路径及毒性变化。研究结果可为光催化技术理论研究和实际应用提供参考。本研究的主要内容及结果如下:（1）以金属和非金属双重掺杂为改性手段,设计合成银/硫双重掺杂的氮化碳（Ag-S-C3N4）光催化剂。S-C3N4中S的最佳掺杂量为0.2 g,Ag-S-C3N4中Ag的最佳掺杂量为30%。选取头孢唑林抗生素作为模型污染物,模拟太阳光照射40min后,Ag-S-C3N4对污染物的降解率达到89.3%,其一级降解动力学常数为0.630min-1。优异的光催化活性源于:S的掺杂增大了材料的比表面积,获得了更多的催化活性位点;Ag的掺杂增强了材料的光吸收能力,获得了更窄的带隙宽度;并且S和Ag的双重掺杂具备协同效应,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,提高了电荷的迁移速率。Ag-S-C3N4经4次循环实验后仍保持良好的光催化活性,且化学成分和元素价态前后保持一致。（2）以杂环聚合为改性手段,合成2,4,6-三氨基嘧啶（TAP）共振聚合氮化碳新型光催化剂。三种不同前驱物（尿素、三聚氰胺和硫脲）的TAP最佳掺杂量依次为0.5%、1.0%和1.0%。其中,以尿素为前驱体掺杂0.5%的TAP改性g-C3N4材料（u-0.5-TCN）具备最佳的光催化活性。选取环丙沙星作为模型污染物,u-0.5-TCN在模拟太阳光照射20 min内可实现污染物的完全去除,其一级降解动力学常数为0.630 min-1,分别为以三聚氰胺为前驱物掺杂1.0%的TAP改性g-C3N4（m-1-TCN）和以硫脲为前驱物掺杂1.0%的TAP改性g-C3N4（t-1-TCN）的10.8倍和7.5倍,该材料在可见光下显示良好的光催化降解活性。优异的光催化活性源于:TAP的共聚合改变了 g-C3N4的微观结构,u-0.5-TCN呈多孔管状结构,增大了材料的比表面积,获得了更多的催化位点。TAP的掺杂增强材料的光吸收能力,获得的能带结构具备更强的氧化还原能力。此外,TAP的聚合减小了 g-C3N4骨架中的π电子缺陷,加快了光生载流子的迁移。u-0.5-TCN经4次循环实验后仍保持良好的光催化活性,且化学成分和元素价态前后保持一致。（3）以构建Z型异质结为改性手段,合成Ag/AgVO3@carbon rich g-C3N4（AACCN）三元异质结光催化剂。在富碳g-C3N4（CCN）中,1,3,5-环己三醇的最佳掺杂量为90 mg;在AACCN中,Ag/AgVO3与CCN的最佳质量比例为10%。选取磺胺甲噻二唑为模型污染物,模拟太阳光照射40 min后对污染物达到完全降解,其一级降解动力学常数为0.151 min-1,分别是CCN和Ag/AgVO3的13.2和28.9倍。优异的光催化活性源于引入杂环在CCN内部构建内置电场,有助于光生电子-空穴对的迁移;Ag/AgVO3的复合使材料具有更窄的带隙,增强了材料的光吸收能力;Z型异质结的电荷转移机制使得电子-空穴对在空间上得以分离,抑制了电子-空穴对的复合;并且构建的Z型异质结增强了材料的氧化还原能力,从而提高光催化降解活性。AACCN经4次循环实验后仍保持良好的光催化活性,且化学成分和元素价态前后保持一致,说明材料具备良好的稳定性。（4）以磺胺甲噻二唑为模型污染物,评估三种材料的改性方法。对比三种不同改性方式的材料,其中10-AACCN具备最佳的光催化活性,模拟太阳光照射40 min可实现污染物的完全降解,其—级降解动力学常数为0.151 min-1,分别是Ag-S-C3N4和u-0.5-TCN的8.8和5.7倍。探究pH、SO42-和HA对光催化系统的影响,结果表明,10-AACCN仍保持优异的光催化活性,能够应用于实际的抗生素废水处理。通过中间产物分析推测了 4条降解路径,在光催化降解过程中污染物逐渐转化为分子量更低的中间产物,最后完全降解为对环境无毒害的CO2和H2O。对光催化降解过程中的中间产物进行毒性分析,结果表明光催化降解产生的部分中间产物具有更高的毒性。因此,必须延长光催化降解时间以达到较高的矿化率,从而确保降解后的污染物整体毒性处在较低水平。