利用半导体材料特殊的能带性质,将太阳能转化成为化学能的光催化反应能够同时解决当今世界所面临的能源危机和环境污染两大难题,因而具有极高的研究价值和应用前景。在光催化反应中,我们更多关注的是光解水产氢和二氧化碳光还原两大反应,而忽略了具有更多种类和反应可能性的光催化有机合成反应(也可称为光助催化有机合成)。在应用于光催化有机合成反应时,半导体催化剂同样面临着光吸收效率低、光生载流子易复合(分离效率低)和载流子表面反应效率低等三大问题。经过多年的研究,人们总结出了多种解决方法,例如利用掺杂、晶面效应和构建异质结构等方式来提高半导体催化剂的光催化效率,然而这些方法大多无法同时解决光催化所面临的三大问题。因此,仍需不断地开发与设计各种结构类型的光催化剂,希望全面解决光催化所面临的问题半导体-金属异质结构由于其特殊的能带结构能够有效的促进载流子的分离以及抑制其复合,同时金属本身还具有丰富的反应位点,因此半导体-金属异质结构非常适用于光催化有机合成反应。此外,具有表面等离子体共振效应(SPR)的Au、Ag、Pd等贵金属与半导体复合时还能够起到可见光敏化的作用,从而多管齐下地解决光催化有机反应的多种问题。鉴于上述原因,我们考虑构建不同的半导体-金属异质结构,希望实现高效的光催化有机合成。具体研究内容总结如下:1、以Ag纳米立方体为种子,通过外延生长成功构建了具有核壳结构的Ag@Cu2O纳米立方体,研究了这种Ag@Cu20核壳结构对光助丙烯氧化反应的影响。暗反应催化测试结果表明,在Cu20壳层的存在有效抑制了丙烯的过度氧化,提高了丙烯醛产物的选择性。在光照情况下,由于内核Ag的SPR作用以及Cu20壳层本身对光的吸收与利用,使得这种Ag@Cu20核壳异质结构可以有效的利用光来提高丙烯氧化的反应速率。2、以P25型二氧化钛为载体,通过吸附法成功负载上了使用种子法合成的Au、Pd、Pt以及AuPd合金,研究了这些贵金属颗粒复合光催化剂在甲醇光重整产氢反应中性能的影响。通过比较分析,我们发现3wt%Au载量的P25-Au催化剂在80%的甲醇溶液中极高的产氢效率,远超文献报道的水平。此外,通过改变反应条件,并结合文献的报道发现,·CH2OH的产生在整个反应中起到决定性作用,并且甲醇溶液中的水起到了助催化剂的作用。