随着中国的改革开放,在工业和城市得到快速发展的同时,水污染问题日益严重,成为亟待解决的首要问题之一。在各种处理水污染的研究中,半导体光催化技术一直受到研究者的广泛关注。在光催化技术中,最核心的部分就是光催化剂的选取和制备。二氧化钛(TiO2)和二氧化一锡(SnO2)是目前研究较多的两种材料。但TiO2/SnO2存在一些缺陷,影响了它们的光催化性能。首先,TiO2(～3.2ev)和SnO2(～3.6 ev)都是宽带隙半导体,仅吸收紫外光,在可见光区无响应;其次,光催化反应时,光生电子-空穴很容易复合,这就降低了光催化效率,难以实现工业废水的大规模处理。针对以上的问题,我们开展了的相关工作。此外,我们还开展了二维层状结构制备的工作,其研究结果如下:1.利用液相脉冲激光烧蚀法,以锐钛矿相TiO2为钛源,制备了黑色TiO2和TiO2-氧化石墨烯(GO)复合材料。激光对TiO2的改性处理的同时,使TiO2与GO复合。GO的形貌在处理前后未改变。激光处理虽然可以使白色TiO2的颜色加深,可见光区的吸收随着增强,但其光催化性能并没有明显提升。黑色TiO2与GO复合后,在模拟自然光照射下的光催化活性显著增强。研究结果表明,这得益于TiO2纳米粒子比表面积的增大、分散性提高、以及光生电子和空穴的复合机率的减少。2.利用液相脉冲激光烧蚀法,处理TiO2或SnO2粉末,再与碳化硅纳米晶(SiC NCs)复合,制备了 TiO2/SnO2-SiC NCs复合物纳米结构。经一系列表征后,以及对光催化罗丹明B的机理分析表明:样品的光吸收扩展到了可见光区,SiC NCs与TiO2/SnO2形成了紧密的异质结构。该异质结构的存在实现了电子的快速转移,降低了电子-空穴对的复合,从而提高了可见光下的光催化性能。3.在超声环境下利用脉冲激光烧蚀6H-SiC单晶片靶材制备了二维SiC片结构。经过一系列测试与表征发现,此二维结构表面平整,呈不规则形状,有的边缘呈层状结构。此外,我们还发现了一些网状结构。所制备的样品从紫外光区到可见光区的吸收迅速减弱。样品的光致发光谱表明样品在可见光区没有光致发光,其微弱的发光峰源于样品中少量的SiC量子点。X射线光电子能谱表征说明我们制备的二维SiC片表面存在少量氧化物SiO2。