近年来,利用半导体光催化技术将太阳能转化成燃料或者化学能逐渐成为解决能源问题和环境问题的热点性技术,在紫外波段响应外寻找可见光吸收的半导体材料逐渐收到重视。除了光吸收效率,光生载流子的复合也是影响半导体光催化性能的重要因素,通过异质结使载流子分离是解决这一问题的有效方法,Z型异质结模型相较于传统的II型异质结,有望有效利用复合材料的氧化还原潜在能力。与此同时,反蛋白石型光子晶体结构同时具有适用于光学调控性能的三维结构有序性和适用于光电化学性能的多孔形貌,光子晶体结构的慢光效应、多重散射效应对于增强材料的吸收性能、调节吸光范围甚至抑制载流子复合也有望起到调控作用。目前针对光子晶体结构的Z型异质结光催化剂研究仍相对有限,有待进一步深入探索,于是,本文以此为设计思路,成功的构建了具有Z型载流子迁移潜质的g-C3N4/TiO2-Bi2O3复合多孔光子晶体结构,并对各部分单独性能及复合性能进行了简要研究。以下是本文的主要工作内容:（1）分层次多孔光子晶体结构的TiO2负载g-C3N4结构研究。通过垂直沉积法制备蛋白石光子晶体模板,使用钛酸四丁酯、正硅酸四乙酯和氰胺通过溶胶-凝胶法填充模板,通过煅烧去除模板构建了TiO2-Si O2混合负载g-C3N4的反蛋白石结构,然后通过氟化氢铵浸泡去除Si O2得到了目标的TiO2负载g-C3N4的分层次多孔结构。通过SEM表征微观结构特征,XPS进行复合材料的成分表征。利用反射光谱光子带隙位置对比两种结构的差异性,介孔的引入使反射光谱的反射峰蓝移了约20 nm,也从侧面说明了介孔的形成。通过对不同结构、不同g-C3N4添加含量的复合材料的吸收光谱和光电化学测试比较:由于多重散射效应,多孔结构的引入在一定程度上提高了复合材料在可见光区的吸收效率;引入介孔的分层次多孔结构相较于反蛋白石结构,在1.23 V（Vs RHE）偏压下的光电流密度提升了约42.9%;g-C3N4的加入使材料的吸收光谱范围扩展到可见光区域,负载有g-C3N4的分层次多孔结构相较于单纯的TiO2反蛋白石光电流密度提升了约2.73倍;将原料中g-C3N4前驱体氰胺的添加摩尔比由20.0%提升到33.3%后,光电流密度提升了约25.0%。分层次多孔结构的构建和g-C3N4的负载对于复合结构可见光谱吸收能力和光电响应能力有着明显的增强作用。（2）Bi2O3反蛋白石结构的研究。分别以219 nm、238 nm、303 nm、358 nm的聚苯乙烯蛋白石模板,用五水合硝酸铋通过溶胶-凝胶法填充,经过烘干、预结晶、退火构建了不同孔隙大小的Bi2O3反蛋白石结构。利用SEM表征反蛋白石表面结构样貌,配合EDS能谱确认铋氧化物的合成,通过XPS确认氧化铋中铋元素的价态为+3价,XRD图谱证明了所制备的Bi2O3为单斜相。反射光谱体现不同粒径模板对Bi2O3反蛋白石结构光子带隙的影响,随着粒径的增大,反射光谱的光子晶体特征峰发生红移。用光电化学测试对不同孔隙大小的Bi2O3反蛋白石的光电响应进行研究,因为其光子带隙的带边吸收增强刚好位于Bi2O3的光谱响应处（约为442 nm处）,以303 nm模板制备的Bi2O3反蛋白石光电流密度水平相较于其它样品约提高了25%。（3）g-C3N4/TiO2-Bi2O3复合多孔光子晶体结构的研究。将上述两种材料用两种方式进行复合,分别构建了1)TiO2负载g-C3N4反蛋白石及Bi2O3反蛋白石的叠层复合结构,和2)Bi2O3填充复合的TiO2负载g-C3N4多孔结构。通过SEM表征了上下层分层次多孔复合反蛋白石结构的截面样貌。利用吸收光谱和光电化学测试探究复合材料的两种复合方式、不同g-C3N4添加含量、不同孔隙大小的光吸收性能和光电性能的影响。吸收光谱发现复合材料的可见光吸收率相比于单独g-C3N4/TiO2和Bi2O3有着明显的提升,在1.23 V（Vs RHE）偏压下的光电流密度分别提高了约0.80倍和约1.00倍。两种复合方式对复合材料吸收性能没有产生明显的差异。然而光电化学测试显示,Bi2O3填充复合的TiO2负载g-C3N4多孔结构,相较于TiO2负载g-C3N4反蛋白石及Bi2O3反蛋白石的叠层复合结构,在1.23 V（Vs RHE）偏压下的光电流密度增加了约17.5%。