水环境中含氮和酚类污染物对动植物生存和人类健康构成严重威胁。光催化技术可利用太阳能矿化环境中的有机和无机污染物。然而,以二氧化钛（TiO₂）为代表的半导体光催化剂存在光响应范围窄、量子效率低和光生电子-空穴对易复合等问题,急需开发新型高效光催化材料。近年来,制备基于TiO₂和石墨相氮化碳（g-C₃N₄）的复合光催化剂,以及暴露高活性面TiO₂的研究和应用引起了广泛关注。本文首先综述了含氮和苯酚污染物的传统去除方法,随后指出了TiO₂和g-C₃N₄材料的研究进展以及它们在废水处理中存在的问题。在此基础之上,本文提出了一种新的构建Ag增强复合光催化材料的思路,并对所得光催化剂转化含氮和苯酚污染物的性能和机理进行了系统的研究。以商业P25为载体,本文首次采用了简易方便的pH调节沉淀法制备不同Ag₂O负载量的Ag₂O/P25复合光催化剂,并将其应用于氧化氨氮和亚硝氮的反应中,对催化剂结构、催化活性以及光催化反应机理进行了研究。对于氨氮氧化反应,1%Ag₂O/P25催化剂在pH为12.0时显示出最优反应活性。本文发现氨氮氧化包括平行反应和连串反应两种路径。羟基自由基作为活性物质将氨氮氧化为亚硝氮,并进一步将部分新形成的亚硝氮氧化为硝氮。对于亚硝氮氧化反应,1%Ag₂O/P25体系在pH为9.0和10.0时,紫外光照射8 h后转化率均能达到100%。此外,本文还考察了亚硝氮对氨氮氧化以及氨氮对亚硝氮氧化的影响。为了拓宽Ag₂O/P25的应用范围,以甲酸为空穴清除剂,探究不同负载量（1%²0%）Ag₂O/P25光催化剂选择性还原硝氮的性能。在紫外光照射下,5%Ag₂O/P25表现出高转化率及氮气选择性。光致发光（PL）光谱分析表明5%Ag₂O/P25体系具有较高的电子-空穴对分离效率,从而显示出较高的反应活性。本文对Ag₂O/P25选择性还原硝氮的机理进行了详细探讨,提出两种反应机制:i)通过光生空穴和甲酸相互作用所形成的二氧化碳阴离子自由基进行还原;ii)直接通过Ag₂O/P25表面的光生电子和硝氮进行反应。此外,对Ag/P25以及Ag₂O/P25光催化还原硝氮的活性和稳定性进行了对比研究,差异归因于P25表面Ag₂O–Ag和Ag–Ag₂O两种不同的结构。由于具有出色的重复使用性能,Ag₂O/P25在硝氮污染物还原方面具有广阔的应用前景。以环境友好型生物小分子抗坏血酸为形貌调控剂,通过一步水热法制备出可控相组成和暴露高能{001}晶面的TiO₂晶体材料。通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对所得样品的相组成以及暴露{001}晶面的比例进行分析,并阐述了抗坏血酸作为调控剂的作用机理。选取具有混相（锐钛矿和金红石）和暴露{001}晶面最多（18.4%）的光催化剂为代表,对氧化氨氮、亚硝氮以及还原硝氮的性能进行了考察。本文为制备暴露高能晶面的TiO₂半导体材料提供了新思路。以双氰胺（C₂H₄N₄）为前驱物,通过热聚合法制备出不含金属的g-C₃N₄,再采用pH调节的沉淀法构建Ag₂O/g-C₃N₄复合光催化剂,并对其结构和组成进行了表征。在紫外光和可见光照射下,考察了Ag₂O/g-C₃N₄光催化降解苯酚的性能。Ag₂O增强g-C₃N₄活性归于以下三个方面:i)Ag₂O在g-C₃N₄表面的高分散性;ii)Ag₂O和g-C₃N₄形成的异质结构具有优良光学吸收特性;iii)内电场和匹配的能带结构的协同作用提高了光生电子和空穴的分离效率。采用自由基清除实验对光降解过程中的活性物质进行了分析。通过XRD表征检测反应前后催化剂的结构变化,并提出了光降解机理。光生空穴、超氧自由基和羟基自由基将苯酚降解为中间产物,最终转化成二氧化碳和水。本文所制备的Ag₂O/g-C₃N₄复合材料为在可见光下去除水体中酚类污染物提供了新方法,可作为环境领域修复有机污染物的新型光催化剂。最后,本文在合成出Ag₂CO₃/g-C₃N₄的基础上,通过相转移方法成功制备出Ag₂O/Ag₂CO₃/g-C₃N₄三元复合光催化剂,并对其微结构进行了表征。在紫外光和可见光照射下,通过降解苯酚来评价Ag₂O/Ag₂CO₃/g-C₃N₄的光催化性能,并对光降解过程中的活性物质进行了考察。本文为制备新型异质结构光催化材料提供了一种简单可行的相转移合成路径。