光催化技术是一种通过利用光能可以实现环境污染物的降解以及分解水产氢产氧的有效方法。光催化技术有制备简单、稳定性好等优势。然而,在研究过程中发现,催化剂对光的吸收率低以及光生载流子复合严重是限制光催化技术发展的两大因素。为了解决这两大问题,已经有许多方法被报道和应用,例如通过表面改性、掺杂和缺陷工程可以扩宽材料对光的吸收和利用范围,合理的能带结构设计可以提升载流子的分离效率。本文选取钽酸钡材料作为研究对象,由于带隙较宽材料只能吸收紫外光,并且固相法制备的钽酸钡形貌单一。为了解决上述限制材料光催化活性的问题采取了如下方法:通过表面活性剂改性制备出不同形貌钽酸钡,探讨微观结构对光吸收效率的影响;通过构建异质结提高载流子利用率探究光催化活性提升机理。研究内容及成果如下:（1）采用溶剂热法在样品合成时加入表面活性剂,获得不同形貌的钽酸钡材料,使得钽酸钡在光催化染料降解和分解水产氢方面的性能得到了提升。根据样品的光催化降解和产氢性能,探讨分析样品的构（形貌）-效（性能）关系。结果表明加入阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）后,所制备钽酸钡形貌由原来的1μm左右的块状结构变为絮状结构,改变后的絮状结构具有更大的比表面积。光照2 h后,钽酸钡催化剂对染料的降解效率从纯钽酸钡材料的66%升高至97%。同时,选取紫外光作为光源,测试了单位时间内样品产生的氢气量,未添加表面活性剂的钽酸钡气体产率为21.8μmol/h,经过表面活性剂SDS修饰后的钽酸钡材料产生氢气的速率为30.5μmol/h,是未改性样品的1.4倍。（2）异质结工程可以改变电子-空穴的迁移方向,达到阻碍光生载流子复合的目的,从而使得样品的催化性能得到提升。通过原位生长策略,将g-C3N4与不同含量的Ba5Ta4O15复合制备出了g-C3N4/Ba5Ta4O15 Type-Ⅱ型异质结复合物,通过紫外可见漫反射吸收光谱测试,发现g-C3N4/Ba5Ta4O15相较于单独的Ba5Ta4O15吸收光谱范围明显扩宽,再结合光致发光光谱和光电化学性能测试,表明g-C3N4/Ba5Ta4O15系列复合样品的光生载流子复合速率低,样品的催化效率更高。染料降解是评估光催化剂性能的方法之一,选取亚甲基蓝（MB）和甲基橙（MO）两种染料进行降解实验,根据测试结果得出,g-C3N4/Ba5Ta4O15复合样品对两种染料都具有一定程度的降解效果,其中对MB染料的降解效果最为突出,在LED白光下照射120 min后降解率达到98%,而单独Ba5Ta4O15材料在相同时间内的降解率仅为67%,表明复合样品有着更好的光催化降解能力。为了分析催化剂反应机理,进行了能带计算和自由基测试实验,可以得出g-C3N4/Ba5Ta4O15复合材料为Type-II型异质结,这种结构会改善材料光生电子和空穴的迁移方向,光催化性能得到明显提升。