环境污染和能源危机是全球面临的两个不可忽视的问题,寻找绿色无污染及可持续利用的新能源是解决两大问题的可靠途径。半导体光催化技术可以利用清洁的太阳光进行污染物降解和分解水制氢,具有高效、绿色、无毒等优点,在解决这两大问题方面展现出巨大的潜力。但是,大多数光催化剂存在着太阳光利用率低和量子效率低等缺点,因此开发高效稳定的半导体光催化剂是推进该技术的关键。包括碳纳米管在内的碳纳米材料具有优异的光学、电学和力学性能,在诸多领域有着重要应用。本文构建了碳纳米管基复合光催化剂体系,旨在提升光催化剂的活性,促进其在污染物治理和新能源H2析出中的应用。本文对多壁碳纳米管（CNT）进行处理后,分别与半导体氮化碳纳米带（CNN）和碘氧化铋（BiOI）复合,进行了相关表征和光催化性能实验,并探究了反应机理,主要研究结果如下。采用溶剂热和超声法相结合的方法,制备了羟基化多壁碳纳米管（HCNT）修饰的CNN复合光催化剂（HCNT/CNN）,实现了对盐酸四环素（TC）的高效稳定降解和H2的析出。表征分析表明,HCNT/CNN复合光催化剂具有光吸收范围宽、光致发光强度低、光电流大和电化学阻抗小等特点,这些特性显著地提升了光催化活性。在HCNT的负载量为0.05 wt%时,HCNT/CNN的光催化活性最高,光催化降解TC的一级反应动力学速率常数为0.048 min-1,H2产生的速率达到175.5μmol·g-1·h-1。与CNT直接修饰CNN的复合材料（CNT/CNN）相比,降解和析氢速率分别提升了3倍和4.2倍。性能提升的原因是HCNT与CNN之间形成氢键,促进了从CNN到HCNT表面的电子转移,从而加速了光生载流子的分离。此外,提出了HCNT/CNN复合光催化剂提高光催化性能的可能机理。利用混酸加热的方法将CNT功能化,采用温和简便的共沉淀法制备了功能化碳纳米管（FCNT）修饰的BiOI复合光催化剂（FCNT/BiOI）,该催化剂可高效降解TC和析氧。与二氧化钛（P25）、BiOI和CNT/BiOI相比,FCNT/BiOI光催化剂表现出更优异的光催化氧化性能,其中FCNT/BiOI-5的性能最优,可见光照射40 min下,其对TC的降解率可达76.95%,可见光照射下产O2速率可达65.05μmol·g-1·h-1。FCNT/BiOI复合光催化剂性能提升的原因是FCNT与BiOI之间的协同作用,促进了光生电子由BiOI向FCNT表面转移,抑制了电子-空穴之间的复合,提高了量子效率,进而提升了光催化活性。此外,对复合光催化剂的可循环利用能力进行了探究,并推测了其光催化性能的可能机理。