光催化反应对于解决当前日益严峻的环境与能源问题具有重要的实用价值。半导体光催化剂是光催化反应研究的焦点。大量研究表明增强光吸收、促进电荷空穴分离、提高表面反应活性是增强光催化反应的有效策略,其中光吸收增强的运用尤为广泛。光子晶体（PC）具有光子带隙,能有效反射特定能量的入射光,特别适合构筑光催化剂载体,促进入射光的多次吸收与利用。同时它还具有慢光子效应,可减慢光子速度,增强材料对光子的捕获,因此也适合充当光催化剂直接用于催化光反应。基于光子晶体独特的调控光子的能力,本论文将发展基于光子晶体的光催化增强反应体系,探索光子晶体结构与光催化活性之间的构效关系,为光子晶体材料在光催化中的的应用奠定基础。论文第二章通过旋涂法及原位光聚合制备光子晶体薄膜,并在其表面滴加涂布CdS量子点制备得到CdS/SiO2-ETPTA负载型薄膜光催化剂。催化实验表明,提高PC膜反射强度、匹配PC载体光子禁带与光催化剂电子禁带均能有效增强光催化剂反应速率,继而证明了光子晶体载体能通过反射为光催化剂提供额外的入射光,由此促进催化剂的光吸收,从而提高光催化活性。相关实验还确定了调控CdS薄层厚度、禁带匹配、复合金属薄层等提高光催化剂活性的具体方法。与分散光催化剂相比,当前发展的光子晶体负载的薄膜催化剂具有稳定性高、易于分离、可循环使用、催化剂选择范围广等优势;并能较好的兼容现有薄膜制备工艺,在利用太阳能的各种绿色过程中具有应用的潜力。论文第三章以聚苯乙烯（PS）胶体颗粒作为模板制备得到锐钛矿型规则孔结构的反相TiO₂光催化剂,并将其用于光催化硝基苯还原反应。比较具有规则孔结构的反相TiO₂、无序孔结构的TiO₂和无大孔结构TiO₂对光催化反应转化率与选择性结果可知,有序孔结构由于具有大比表面积和慢光子效应可以增强光催化还原反应的反应活性和选择性。当入射光照射到具有光子晶体结构的光催化剂上时,由于慢光子效应,光子在半导体内部传播速率减慢,能够重复利用这部分光使半导体更多地捕获到光子,以增加价带电子的激发速率,达到增强光催化活性的目的。正是基于慢光子效应,我们可以通过调控反相光子晶体结构的光禁带来提高催化活性。本论文发展的这种薄膜型反相光子晶体光催化剂同样具有高循环稳定性和高分离效率的优势,并且实现了在无还原性气体、无贵金属负载和非高温高压的温和反应条件下将硝基苯加氢还原为苯胺,拓展了光子晶体在光引发催化有机反应方面的应用。