光催化是利用太阳能进行环境净化和能源转化的新技术。g-C₃N₄是目前光催化领域被研究的最为广泛的一种二维材料,具有价格低廉、可以对可见光响应、无毒、化学性质稳定等优点。然而,g-C₃N₄的导电性较差,光生电子和空穴的复合较为严重,且只能利用部分可见光,极大地限制了g-C₃N₄的光催化活性。因此,对g-C₃N₄进行改性,将g-C₃N₄与其他金属或半导体进行复合,开发新型复合光催化剂,降低光生电荷的复合效率,提升材料导电性,拓宽材料光谱吸收范围,具有十分重要的意义。NaTaO₃是一种规则的立方体结构且性质十分稳定的钙钛矿,最重要的它是具有较为合适的导带价带位置,可以与g-C₃N₄形成异质结,将g-C₃N₄导带上的电子转移,有效的提高光生电荷的分离效率。石墨烯可以显著提升材料的导电性,降低光生电子空穴的复合,拓宽材料光谱吸收范围。本文旨在开发具有较高的可见光利用率及较高的光催化活性的复合光催化剂,并探讨其反应机理。本文主要包括以下两部分内容:第一部分:首先通过简单的水热法制备出具有规则形貌的NaTaO₃,然后将价格低廉的尿素与NaTaO₃混合后高温煅烧制备出NaTaO₃/g-C₃N₄复合光催化剂。表征和测试结果表明,NaTaO₃为规则的立方体结构,且较为稳定,在与尿素混合进行高温煅烧后,晶体结构未被破坏,制备的NaTaO₃/g-C₃N₄光生电子空穴复合效率大大下降,光催化活性明显提高。在相同的测试条件下,对RhB的降解率可达47%,远大于g-C₃N₄。第二部分:首先通过改进的Hummer法制备出氧化石墨烯,然后通过光化学还原法与NaTaO₃/g-C₃N₄进行复合,制备NaTaO₃/g-C₃N₄/G光催化剂。表征和测试结果表明,NaTaO₃/g-C₃N₄均匀的分散在石墨烯表面,NaTaO₃/g-C₃N₄/G对可见光的吸收明显高于NaTaO₃/g-C₃N₄及g-C₃N₄,且材料导电性明显增强,光生电子空穴复合效率进一步下降。在相同的测试条件下,对RhB的的降解率大于99%,远大于NaTaO₃/g-C₃N₄及g-C₃N₄。总之,本文通过以NaTaO₃、g-C₃N₄和石墨烯构建出具有高催化活性的光催化剂,提升了材料的可见光利用率及光催化效率,对于光催化技术的进步具有巨大的推动作用。