芬顿（Fenton）体系因能产生具有强氧化活性羟基自由基（·OH）且反应速度快、反应条件温和而被广泛应用于净化水体污染。但传统Fenton反应存在p H适用范围窄（p H=2-4）、游离Fe²⁺催化能力有限、外加H₂O₂易失活和无法再利用等问题。据此,本论文以碳材料为基底制备了氮化碳/还原石墨烯（g-C₃N₄/r GO）,三维有序大孔α-Fe₂O₃/石墨烯气凝胶（3DOMα-Fe₂O₃/GA）及α-Fe₂O₃/橘皮生物炭（α-Fe₂O₃/OC）复合材料,成功构建了新型、高效的碳基复合异相可见光-Fenton体系。碳基材料因优异的电子迁移率和高比表面积,有利于提高光捕获效率,抑制电荷复合,使更多的光生电子（e^-）参与Fenton反应,同时更多空穴（h⁺）直接进行氧化去污,从而提高了对污染物的可见光-Fenton催化活性,同时实现了体系中H₂O₂的原位供给和高效利用,完成了催化剂回收利用。本论文的主要研究内容和结果如下:1)g-C₃N₄/r GO原位自产H₂O₂催化可见光-Fenton体系降解Rh B研究以三聚氰胺和氧化石墨烯（GO）为原料,通过水热煅烧法制得g-C₃N₄/r GO催化剂。将其应用于可见光-Fenton体系,当p H为3.5,r GO掺杂量为15%时,在可见光引发反应120 min后,体系自产H₂O₂量达58 mmol/L,罗丹明B（Rh B）降解率达87%。这归因于在可见光激发后,半导体g-C₃N₄将其导带（CB）e^-转移至r GO,有效提高了e^--h⁺分离率,抑制了光生载流子的复合,同时半导体价带（VB）h⁺可直接氧化污染物,r GO上的e^-通过2e^-还原产生H₂O₂氧化Fe²⁺引发可见光-Fenton氧化过程去除有机污染物。2)3DOMα-Fe₂O₃/GA催化中性可见光-电-Fenton体系降解Rh B研究通过垂直浸渍、溶剂蒸发和模板煅烧法将3DOMα-Fe₂O₃成功负载在GA基底上,制得3DOMα-Fe₂O₃/GA电极。将其应用于可见光-电-Fenton体系,当p H为7,在可见光引发反应60 min后,体系自产H₂O₂量达34 mmol/L,Rh B降解率达96.8%。这归因于3DOMα-Fe₂O₃在多重散射和慢光子效应作用下吸收可见光,有效提高了e^--h⁺分离率,e^-转移至GA表面,同时半导体VB h⁺可直接氧化污染物,GA表面e^-通过2e^-还原O₂产生H₂O₂氧化铁物种（Fe^Ⅱ/Fe^Ⅲ）引发可见光-电-Fenton氧化过程去除有机污染物。3)生物炭增强α-Fe₂O₃催化可见光-Fenton体系降解MO研究通过共沉淀-限氧控温焙烧法将α-Fe₂O₃成功负载在OC基底上,制得α-Fe₂O₃/OC催化剂。将其应用于可见光-Fenton体系,当p H为3,铁碳比为1:1时,在可见光引发反应80 min后,体系甲基橙（MO）降解率达到97%。这归因于在可见光激发后,半导体α-Fe₂O₃将其CB e^-转移至OC,有效抑制了e^--h⁺对的复合,同时半导体VB h⁺可直接氧化污染物,OC上的e^-协同纳米晶α-Fe₂O₃催化H₂O₂引发可见光-Fenton氧化过程去除有机污染物。4)聚乙烯亚胺修饰毛竹生物炭（PEI@BC）对重金属离子吸附性能研究碳基材料因其具有较大的孔隙度、巨大的比表面积和丰富的含氧官能团在重金属处理方面备受关注,我们通过浸渍交联法将PEI接枝在BC基底上,制得PEI@BC复合吸附剂。当p H=7,PEI掺杂量为20%,反应温度为43℃,吸附6 h后,Cu²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺吸附容量分别达54.2 mg·g^-1、106.64 mg·g^-1和80.58 mg·g^-1,吸附过程符合准二级动力学和Langmuir吸附等温式。这归因于PEI接枝到BC表面后,提供了大量的氨基官能团,可与重金属离子进行静电或络合反应。且改善了原始BC的孔结构,增强了对重金属离子的吸附性能。