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2016年,我国钢渣的排放量约为1亿吨,镁渣的排放量超过600万吨,钢渣及镁渣的长期大量堆积,不仅占用大量的土地资源,而且造成严重的生态破坏及环境污染。因此,探索钢渣及镁渣的髙附加值资源化应用新途径,对我国钢铁工业以及金属镁业的可持续发展具有重要意义。本文以钢渣、镁渣以及钢渣-镁渣为原料,NaOH及Na2SiO3·9H2O作为碱激发剂,硅灰为增韧剂,通过水化反应合成了碱激发钢渣基胶凝材料（Alkali-activated Steel Slag-based Cementitious Material,ASSCM）、碱激发镁渣基胶凝材料（Alkali-activated Magnesium Slag-based Cementitious Material,AMSCM）以及碱激发钢渣-镁渣基复合胶凝材料（Alkali-activated-steel-slag-magnesium-slag-based Composite Cementitious Material,ACCM）。采用TGA/DSC、XRF、BET、XRD、IR、UV-Vis DRS、PL、FESEM、TEM及XPS等多种现代分析测试方法对胶凝材料的化学组成、孔结构、矿物相、微观形貌、光学及电学特性等进行了表征研究。评价了碱激发胶凝材料催化剂光催化染料降解和光催化分解水制氢性能,探索了光催化氧化染料降解及光催化还原分解水制氢的反应机理,其主要研究内容以及取得的研究结果如下:（1）XRD及FESEM结果表明,钢渣、硅灰、碱激发剂NaOH及孔形成剂丙烯酸树脂乳液反应,主要生成了水化硅酸钙（Calcium Silicate Hydrate,CSH）和多孔碱激发钢渣基胶凝材料（Porous Alkali-activated Steel Slag-based Cementitious Material,PASSCM）。考察了孔形成剂丙烯酸树脂乳液掺量对碱激发钢渣基胶凝材料的力学性能及孔结构的影响,结果发现:孔形成剂的掺入能够有效地调变胶凝材料的力学性能及孔结构。当掺入0.1wt%的孔形成剂时,制得的试块力学性能最优,试块养护3 d龄期的抗压强度为23.5 MPa,抗折强度为4.6 MPa;且其具有最大的比表面积以及最高的介孔体积;0.1PASSCM试样展示出最高的光催化降解活性,0.05 g的0.1PASSCM催化剂试样光催化降解染料反应60 min,对4 mg/L孔雀石绿染料溶液的降解率达95.13%;该光催化反应属于一级反应动力学。（2）以PASSCM试样为载体,Ce（NO3）3·6H2O为前驱体,通过初湿浸渍法,创新性地制备了CeO2负载型多孔碱激发钢渣基胶凝材料（Ce O2-loaded Porous Alkali-activated Steel Slag-based Cementitious Material,Ce O2/PASSCM）,并对系列催化剂光催化染料降解和光催化分解水制氢性能进行了评价研究。孔结构数据表明,CeO2/PASSCM系列催化剂试样的比表面积增大,介孔数目增多,约80%的孔体积集中于介孔范围。XRD结果表明,在低负载量时,CeO2以无定形态均匀地分散于催化剂载体表面,当CeO2负载量为16wt%时,16CeO2/PASSCM试样中出现CeO2的特征衍射峰。当催化剂用量0.05 g,反应80 min,8Ce O2/PASSCM催化剂对6 mg/L孔雀石绿溶液的光催化降解率高达100%。当8CeO2/PASSCM催化剂用量为0.1 g时,6 h光催化分解水的制氢量达7653μmol/g,产氢速率为1275.5μmol/（g?h）。这主要归因于该试样具有较高的BET比表面积、较大的介孔体积、以及负载的CeO2活性组分与载体中FeO形成的偶合半导体的协同作用。（3）以光催化活性为主要评价指标,NH4VO3为V源,在最佳CeO2负载量的基础上,制备了不同含量V掺杂CeO2负载型多孔碱激发钢渣基胶凝材料（V-doped CeO2-loaded Porous Alkali-activated Steel Slag-based Cementitious Material,V-CeO2/PASSCM）,通过响应面优化设计方法评价了系列催化剂光催化染料降解性能。结果发现:影响V-CeO2/PASSCM催化剂试样光催化染料降解的主要因素为:催化剂用量>V掺杂量>孔雀石绿染料浓度;响应面模型的相关回归系数R2为0.9681,该回归模型可靠;光催化氧化降解孔雀石绿染料的最佳实验条件是:染料浓度10 mg/L,催化剂用量0.1 g,V掺杂量1wt%,孔雀石绿染料的降解率为100%。1V-CeO2/PASSCM催化剂具有良好的重复使用性能,重复使用5次后,紫外光催化氧化降解10 mg/L孔雀石绿染料溶液140 min,其降解率仍然保持在80%左右。（4）以碱激发镁渣基胶凝材料为载体,Ni（NO3）2?6H2O与Cu（NO3）2?3H2O为前驱体,采用浸渍法,制备出NiO与Cu O双负载型碱激发镁渣基胶凝材料（NiO and CuO-coloaded Alkali-activated Magnesium Slag-based Cementitious Material,（CuO+NiO）/AMSCM）,对催化剂的光催化染料降解性能进行了评价,结果表明:10（NiO+CuO）/AMSCM催化剂试样的光催化降解活性最高,当催化剂用量0.8 g,甲基橙染料浓度3 mg/L,光催化降解反应100 min时,其降解率可达92.78%,这可能归因于催化剂载体上分散的活性物种NiO与Cu O与载体的水化硅酸钙网络结构产生的协同作用,提高了光生电子-空穴对的分离效率;该光催化反应符合一级反应动力学。（5）为将胶凝材料的力学性能、导电性能与光催化性能相偶合,以钢渣及镁渣为原料,炭黑为导电介质,Na2SiO3·9H2O为碱激发剂,硅灰为增韧剂;经水化反应制得导电碱激发钢渣-镁渣基复合胶凝材料（Conductive Alkali-activated-steel-slag-magnesium-slag-based Composite Cementitious Material,CACCM）,考察了导电炭黑掺量对导电复合胶凝材料力学性能及导电性能的影响。结果表明:炭黑的加入,与碱激发钢渣-镁渣基复合胶凝材料基体中的凝胶相之间产生界面效应,导致试块的抗压强度下降;适当的掺入炭黑,能够显著地提高碱激发钢渣-镁渣基复合胶凝材料的导电性能。当炭黑的掺量为4.5wt%时,28 d的电导率为0.3997S/m,电导率基本保持稳定,这可能是由于导电炭黑在胶凝材料载体内部形成了贯通的导电网络所致。炭黑的掺入能够显著地改善导电复合胶凝材料催化剂的光催化降解活性,催化剂的电导率与染料的降解率正相关。炭黑掺量为4.5wt%的4.5CB/CACCM催化剂具有最优的光催化降解活性,80 min时对孔雀石绿染料的降解率可达90.58%;该光催化反应属于二级反应动力学。