本论文以钛酸钙（CaTiO₃）为研究主体,通过水热法制备出了CaTiO₃纳米长方块（CaTiO₃ NCs）,分别利用NaBH₄表面处理、Au纳米颗粒（Au NPs）表面修饰、与Ag₂S量子点（Ag₂S QDs）形成二元Z型异质结以及与AgBr/g-C₃N₄形成三元Z型异质结来增强CaTiO₃ NCs的光催化性能,以罗丹明B（RhB）为模型污染物,综合考量这四种改性手段的光催化增强效果,比较分析出最佳的处理手段。特别希望本论文可以为实际生活中环境污染问题处理起到借鉴作用。具体研究内容如下:一、以P25作为钛源,通过水热法合成了CaTiO₃ NCs（宽度:0.3-0.5μm,长度:0.8-1.1μm）并系统地研究了其生长过程。CaTiO₃ NCs在模拟太阳光下的光催化活性明显高于溶胶凝胶法制备的CaTiO₃纳米颗粒（⁵5 nm）,这是由于CaTiO₃ NCs特殊的暴露面（010）和（101）。二、通过NaBH₄处理CaTiO₃ NCs来增强其光催化性能。光催化实验结果表明R0.1 M-CaTiO₃表现出最佳的光催化活性,其模拟太阳光下的光催化活性是CaTiO₃ NCs的2倍,这主要归因于两个因素:（1）NaBH₄处理CaTiO₃ NCs后,形成的表面无序态扩展了光吸收区域。（2）无序的表面态可以充当电子受体而捕获光生电子,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,促使更多的光生空穴参与到光催化反应中。三、将尺寸为3-7 nm的Au NPs组装在CaTiO₃ NCs的表面上,4.3%Au@CaTiO₃表现出最佳的光催化性能,其模拟太阳光下的光催化活性是CaTiO₃ NCs的3.9倍。主要原因在于:（1）Au NPs作为CaTiO₃ NCs的电子受体,从而有效地阻碍了CaTiO₃ NCs中光生电子-空穴对的复合;（2）Au NPs的局部表面等离子体共振（LSPR）效应引起的电磁场可以促进CaTiO₃ NCs中电子-空穴对的产生和分离;（3）LSPR效应诱导使得Au NPs中产生的电子可以参与光催化反应。四、将Ag₂S QDs（7-17 nm）组装到CaTiO₃ NCs上,旨在构建具有优异光催化性能的Ag₂S@CaTiO₃直接Z型异质结光催化剂。15%Ag₂S/CaTiO₃作为最佳复合比例,在紫外光下的光催化活性是CaTiO₃ NCs的约3.6倍,这可以解释为Z型载流子转移引起的光生电子-空穴对的有效分离。此外,所有复合材料均表现出增强的可见光光催化性能。五、通过在CaTiO₃ NCs的表面上组装g-C₃N₄纳米片和AgBr纳米颗粒,研究了一种新型三元CaTiO₃/g-C₃N₄/AgBr Z型异质结光催化剂。光催化实验表明最佳的复合比例是CaTiO₃/10%g-C₃N₄/50%AgBr,其光催化活性分别是CaTiO₃ NCs,g-C₃N₄和AgBr的28.3、19.9和2.0倍。Z型载流子转移机制使得光生电子-空穴对的有效分离用于解释三元CaTiO₃/g-C₃N₄/AgBr复合材料增强的光催化性能。