近年来,很多有机化合物的合成通常都是在非常苛刻的条件下进行的,这导致了大量的能源消耗和环境污染。光催化氧化有机合成利用经济、清洁的太阳能有可能为大多数重要工业化学品的合成提供一条绿色路线,但是一直面临的最大挑战是转化率低和选择性差的问题。因此,通过探索合适的半导体光催化剂,在其表面引入空位和功能修饰等表面缺陷是提高相关光催化反应转化率和选择性的有效策略。除此之外,具有中空多级结构的金属硫化物拥有多相光催化的多重内在优势,包括增加光吸收、加速电荷分离和转移以及促进表面氧化还原反应动力学。本论文主要围绕中空多级纳米结构的设计以及探究缺陷对光催化剂中载流子分离和光催化反应性能的影响,分别通过界面与掺杂工程对缺陷进行修饰,开展了以下工作,具体内容如下:1.基于MOF衍生的策略,以MIL-68（In）为形态模板,制备出了具有独特仿猪笼草结构的富含缺陷ZnIn2S4纳米管,并利用其表面缺陷诱导单分散Ru纳米颗粒的沉积,揭示了界面载流子分离对生成高效活性氧和苯甲醇氧化的影响机理。研究结果表明,仿猪笼草的中空纳米管结构增加了对光子的捕获,增强了对反应物分子的吸附。此外,金属半导体界面的设计不仅诱导了更多缺陷的生成,促进了电子空穴对的分离,还为反应物分子和氧气分子提供了更有效的吸附位点,这种优化后的电子转移路径,为更高浓度的活性氧的生成提供了可能,使其能够有效的氧化有机分子,从而驱动了整个苯甲醇转化反应的进行。本工作对金属位点与缺陷半导体的界面协同作用促进光催化选择性氧化反应的机理提供了更深入的认识,并有望在未来进行进一步的调控。2.采用简单的水热方法合成了Ru掺杂的CdIn2S4空心纳米球。利用杂原子与其本征原子电负性的不同,通过Ru掺杂CdIn2S4空心纳米球来探究其对苯甲醇光催化氧化的机理。实验研究结果表明,杂原子Ru的掺杂引发了CdIn2S4的结构畸变,产生硫空位促进体相电荷迁移,改善了电荷收集,增强了苯甲醇的转化效率。这项工作为原子掺杂修饰缺陷态来促进光催化选择性氧化的机理提供了深入的见解。