进入21世纪,能源和环境问题己成为人类可持续发展中面临的非常重要的两大课题。太阳能是可再生能源,能量巨大,旨在利用太阳能尤其是可见光的光催化技术从长远角度是解决人类能源问题和环境问题的一条重要途径。氢是一种重要的化工原料,氢作为能源利用具有能量密度高、无污染的优点。目前95%以上的氢气来自于煤、石油和天然气等化石资源。近年来太阳能光催化分解水制氢倍受各国学者的关注,现已取得相当数量的研究成果。在环境治理方面,利用半导体光生电子还原性的光催化还原重金属离子方面也得到相当范围的研究。本文以一种工业上常用的绿碳化硅微粉为光催化剂,对催化剂进行了表征,将其应用于可见光光催化分解水制氢的实验研究,发现其具有可见光光催化分解纯水制氢的活性。进一步考察了光照时间、催化剂用量、牺牲剂种类及溶液pH值等因素对光催化性能的影响。研究结果表明,这种绿碳化硅的Eg约为2.3 eV,具有吸收可见光的能力,10 h内分解纯水的平均产氢速率为24.9μL?g-1?h-1。溶液pH值对光催化活性的影响较大,pH=12时相同光照条件下产氢量是纯水的近50倍;SiC的光生空穴氧化性比较弱,能够用来做为牺牲剂的物质较少,往溶液中添加硫化物可以显著提高其光催化活性。最后探讨了SiC光催化分解水的机理。本文还对SiC进行了贵金属Pt和氧化物NiO的负载改性,实验结果表明Pt的负载不能有效提高SiC的活性,推测这是由两者之间形成的肖特基能垒太高引起的。而NiO的负载能增加产氢量,可能是NiO促进了光生电荷的分离,还影响了溶液中H+在光催化剂表面的吸附。最后本文还将此绿碳化硅应用于Cr(VI)离子的光催化还原研究,发现其在可见光照射下对Cr(VI)离子具有明显的光催化还原作用。Cr(VI)离子的去除率随着初始浓度的增加存在一个最佳值,随溶液pH值的升高而减小。另外,光催化剂对Cr(VI)的光催化还原所表现出的规律性与暗态吸附的规律非常相似,说明Cr(VI)的吸附是影响其光催化还原过程非常重要的因素之一。