环境治理和高效可持续再生能源的开发是当前社会发展的两大难题。光催化技术能够实现污染物的高效光催化降解、消毒杀菌、水分解和CO2还原等,且光催化剂具备无毒、廉价、稳定和可重复使用的优点,因而成为能源和环境领域的研究热点。二维光催化材料具备独特的电子和结构优势,是实现高效光催化反应的理想材料。然而二维光催化材料中光生载流子复合率较高明显制约了光催化性能的提升。通过对材料之间合理的界面电荷和能带结构调控能够有效地改善光生载流子的分离,从而提高光催化效率。本论文针对二维光催化材料光生载流子转移分离效率不高的问题,通过缺陷调控、异质结复合和表面改性等方式,以实现对光生载流子的高效空间分离和转移调控,进而显著提高其光催化效率。通过大量的结构表征和光催化性能研究,探究了提升二维光催化材料中光生载流子的有效转移调控机制,为二维光催化材料电荷转移调控的设计和构建提供了新的见解和思路。本论文进行了以下几方面的研究:1.针对传统的制备碳化二氧化钛（TiO2）的方法需要外加碳源的问题,我们采用原位掺杂的方法合成了含有一定氧空位的纳米碳改性C-TiO2,之后在缺陷型C-TiO2表面上原位沉积石墨相氮化碳（g-C3N4）制备了直接Z-机制g-C3N4@C-TiO2复合光催化剂,以促进对光生载流子的有效转移及分离,并实现了对罗丹明B（Rh B）和苯酚的高效光催化降解。研究表明,二维g-C3N4通过π-π共轭和键合作用紧密结合在缺陷型C-TiO2的表面,适当浓度的C掺杂和g-C3N4的表面改性为光催化体系有效引入了新的非局域杂质能级和高表面活性位点,从而实现了光生载流子的有效分离和转移,显著增强了g-C3N4@C-TiO2复合光催化剂的光催化活性。2.通过简便的液相超声结合溶剂热法构建了具有牢固化学键合、较大的接触界面和独特的能带结构的S型机制的2D/2D形貌BP/BiOBr纳米异质结光催化复合材料,实现了对光生载流子的有效转移调控。BP/BiOBr对四环素（TC）的光催化降解、产O2和产H2O2均表现出较高的光催化活性。研究发现,适当的溶剂热处理十分有利于二维BP纳米片与BiOBr的紧密结合。合理匹配的能带结构、强界面相互作用、高氧化还原和优异空间电荷分离能力的S型二维纳米异质结的构建,能够有效提升BP/BiOBr复合光催化剂可见光驱动的光催化性能和光生载流子分离效率。3.首次利用多孔g-C3N4（CN）的孔道限域效应和CN与rGO间的π-π相互作用,构建了具有界面紧密结合及高效光催化活性的CN/rGO@BPQDs复合材料。零维rGO@BPQDs通过孔道限域效应和π-π相互作用牢固地锚定在介孔CN上,形成具有高光催化活性的n-n型高低结CN/rGO@BPQDs复合材料,有效地提升了BPQDs的化学稳定性,拓展了光催化剂的光谱响应范围,提高了光生载流子的分离效率。引入消光系数和光学厚度来有效评估了光催化系统对光子吸收效率的影响。研究结果表明,在可见光照射下,CN/rGO@BPQDs光催化降解Rh B、TC和光催化产H2O2均表现出优异的光催化活性。合理的表面改性有利于提升BPQDs的化学稳定性,内建电场构建形成的n-n型高低结有利于提升CN/rGO@BPQDs复合光催化剂在可见光下的电荷空间分离能力和光催化效率。