21世纪以来,我国经济和工业化的迅猛发展,化工工厂的数量持续不断的增加,使得大量未经处理的废水和废气直接排放到生态环境中,对我们赖以生存的环境造成了严重的污染。与此同时,工业化的发展也必然离不开能源的消耗,而煤炭、石油和天然气等传统的化石燃料是不可再生的,导致了人们面临着能源短缺的难题。随着人们环境保护意识的不断增强和对美好生活的向往,党的领导人习近平主席在新时代中国特色社会主义思想中提出“保护生态环境、建设美丽中国”以及“坚持清洁低碳发展、推动能源技术革命”的重要指导思想。为了净化生态环境,已有一些传统的处理废水和废气的方法,例如物理吸附法、化学沉淀法、选择性催化还原法和膜分离技术等,但这些方法大都存在设备运行能耗高、处理效率低和容易造成二次污染等问题。目前,基于半导体材料的光催化氧化还原法已经被广泛地认为是一种经济环保和绿色高效的技术,能用于降解废水和废气中污染物以及生产清洁可再生的能源燃料。可见光响应的ZnIn2S4半导体材料凭借其合适的带隙、独特的电子特性和优异的化学稳定性,在降解有害污染物、分解水产氢和还原转化二氧化碳等领域中被认为是有潜力的光催化剂。但是,单一的ZnIn2S4自身仍然存在一系列的缺点,其光催化活性仍需要进一步增强,如（1）通常水/溶剂热法合成的ZnIn2S4纳米片容易自我团聚,导致其比表面积低、暴露的反应位点少;（2）中等的可见光吸收能力,导致其能参与光催化反应的电子-空穴对（e--h+）较少;（3）光催化过程中e-和h+会快速重组,导致较低的光催化反应效率。基于以上存在的问题,本论文以ZnIn2S4光催化剂为研究对象,选取合适的一维（1D）纳米纤维、中空纳米管以及二维（2D）纳米片为基材,组装ZnIn2S4纳米片来避免自我团聚,增大复合光催化剂的比表面积。通过组合宽吸收光范围的半导体材料（如Co3O4、Co9S8）提高ZnIn2S4复合材料对可见光的响应能力。同时,通过与其他半导体材料（如In2O3、Co3O4、g-C3N4）耦合构建p-n结、Type-Ⅱ型或Z-型异质结来提高光生e-和h+的转移和分离效率,增强ZnIn2S4复合光催化剂的活性。最后,选取有毒的重金属六价铬（Cr（Ⅵ））或一氧化氮（NO）为污染物模型,考察所制备的ZnIn2S4纳米复合材料在环境净化领域中的光催化性能。此外,为了拓宽ZnIn2S4复合材料在新能源转化研究领域的应用,还将其用于光解水产氢和还原二氧化碳的研究。本论文主要围绕以下几个工作展开:（1）第一项研究工作中,利用静电纺丝技术和高温煅烧法制备得到1D In2O3纳米纤维。然后,使用低温溶剂热法将2D ZnIn2S4纳米片负载至In2O3纳米纤维上,构筑分级ZnIn2S4/In2O3纳米光催化材料,并将其用于光催化还原有毒的Cr（Ⅵ）。多维度（2D/1D）核-壳异质结构的设计可以增大复合光催化剂的比表面积,为光催化反应提供更多的活性位点。与单一的In2O3和ZnIn2S4相比,ZnIn2S4/In2O3复合光催化剂表现出更优异的可见光光催化活性,在90分钟内对Cr（Ⅵ）（50 mg/L,80 mL）的光催化还原效率提高至100%。同时,五次光催化重复实验结果表明,ZnIn2S4/In2O3光催化剂具有良好的稳定性能。最后,通过对机理的研究,发现构建的Type-Ⅱ型异质结能够有效地促进ZnIn2S4/In2O3光催化剂中e-和h+的分离和迁移,提高对Cr（Ⅵ）的光催化还原性能。（2）p型金属氧化物Co3O4对可见光具有较强的吸收能力和较窄的禁带宽度,可作为ZnIn2S4理想的助催化剂来增强其光催化活性。因此,在第二项研究工作中以PAN纳米纤维作为模板,利用水热法制备了 1D Co3O4纳米纤维。然后,通过低温溶剂热法将n型ZnIn2S4纳米片负载至Co3O4纳米纤维,构筑分级Co3O4/ZnIn2S4纳米光催化材料,提高ZnIn2S4催化剂对可见光的吸收能力。可见光照射下,Co3O4/ZnIn2S4复合光催化剂表现出比ZnIn2S4更强的光催化活性,能在70分钟内完全光催化还原Cr（Ⅵ）（50 mg/L,80 mL）。最后,通过对机理的研究,发现构建的p-n结能抑制光生e-和h+的重组,增强Co3O4/ZnIn2S4的光催化活性。同时,p-n结在复合光催化剂中形成内部电场,使得ZnIn2S4中的空穴会迁移至Co3O4价带上,避免S2-的氧化腐蚀,提高复合光催化剂的稳定性。（3）相比较于纳米纤维固体材料基底,中空结构的半导体材料具有较高比表面积、缩短光生载流子的传输距离、快速传质和光反射和散射效应,有助于实现高效的光催化反应。因此,在第三项工作中选择1D中空Co9S8纳米管耦合2D ZnIn2S4纳米片,构筑具有可见光响应的分级Co9S8/ZnIn2S4管状光催化剂,并将其用于光催化分解水产氢和还原Cr（Ⅵ）。将两种不同维度结构的硫化物半导体材料耦合构建稳定的分级中空异质结构,提高对可见光的吸收能力,增大光催化剂的比表面积,暴露丰富的活性位点以及促进光生e-和h+的分离和迁移。制备的Co9S8/ZnIn2S4复合物表现出优异的光催化分解水产氢和还原Cr（Ⅵ）的活性。在不使用任何助催化剂的情况下,Co9S8/ZnIn2S4光催化产氢的速率最高达到9039 μmol h-1 g-1,同时在45分钟内能完全光催化还原Cr（Ⅵ）（20 mg/L,50 mL）。除此之外,在五次光催化产氢或还原Cr（Ⅵ）重复实验中,Co9S8/ZnIn2S4光催化剂仍然表现出良好的循环使用性能。（4）尽管前三项研究工作中构建的ZnIn2S4复合光催化剂都提高了光生e-和h+的分离效率,但是光催化反应均发生在具有较低氧化和还原电势的半导体组分上,ZnIn2S4复合光催化剂的氧化还原能力被严重的减弱。因此,第四项工作中选择金纳米颗粒（Au NPs）作为电子转移介质,将2D ZnIn2S4纳米片和2D g-C3N4纳米片复合,构筑分级g-C3N4/Au/ZnIn2S4（CN/Au/ZIS）Z-型光催化纳米材料,并将其用于光催化氧化NO和还原CO2。制备的CN/Au/ZIS复合物具有较高的比表面积和优异的可见光吸收能力,有助于提高光催化氧化还原性能。光催化结果显示,CN/Au/ZIS复合光催化剂对低浓度NO（600 ppb）的氧化去除效率最高达到59.7%,并且光还原CO2转化为CO的最佳生成速率达到242.3 μmol h-1 g-1,产物CO的选择性为94.1%,远高于单一的ZnIn2S4和g-C3N4。最后,通过对光催化机理的研究,发现增强的光催化性能一方面归因于构建的Z-型异质结构能够使得CN/Au/ZIS催化剂保留较强氧化还原能力。另一方面,充当电子转移介质的Au NPs,加速光生e-和h+的分离和转移,进一步增强CN/Au/ZIS复合光催化剂的活性。