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近年来,半导体光催化技术在环境治理和新能源领域展现出巨大的潜力,已成为各国科研工作者的研究热点。然而,传统光催化剂存在着太阳能利用率和量子效率低等缺点,制约了其在应用领域的发展。因此,制备具有高太阳能利用率和高量子效率的光催化剂已成为目前光催化领域的研究前沿。光子晶体具有独特的结构和光子效应,在光催化领域拥有巨大的应用潜力。本论文设计出三种基于光子晶体(PCs)的复合材料,分别是Ag/TiO2、Ag/AgBr/TiO2 和 SiC@TiO2。通过 XRD、DRS、SEM、XPS 等测试技术对复合材料的结构与特性进行了表征。以液相降解罗丹明B实验作为降解有机污染物的反应模型,详细考察了光子晶体复合材料在模拟太阳光下的反应活性和稳定性,初步探索了影响复合材料光催化性能的因素,提出了可能的光催化降解有机污染物的反应机理。本论文的主要结论如下:(1)采用自动填充法成功合成出TiO2光子晶体的基底材料。(2)在TiO2 PCs的基础上采用浸渍法成功制备了 Ag/TiO2PCs。当光子禁带与Ag的表面等离子共振的吸收峰重合时,慢光子效应和多重散射效应通过增强Ag的表面等离子共振效应来提高光催化活性,展现出最佳的光催化活性的Ag/TiO2PCs相对于对应的TiO2PCs光催化活性提高了 1.78倍。(3)在TiO2 PCs的基础上通过静电组装和光还原制备了 Ag/AgBr/TiO2 PCs。通过设计合适的光子禁带的位置使慢光子效应和多重散射效应同时放大Ag的表面等离子共振效应和AgBr的本征激发,符合上述条件的Ag/AgBr/TiO2 PCs相对于对应的TiO2 PCs光催化活性提高了 2.29倍。(4)采用混合填充法能够让SiC纳米粒子被包裹在光子晶体的骨架之中,和TiO2 PCs相比SiC@TiO2 PCs的光催化性能提高了2.29倍,附着力提高了约3倍。本论文的创新点:(1)从调控光子和电子的相互作用入手,利用了光子晶体的特性放大了表面等离子体共振效应和半导体的本征激发,这对于光子晶体在光催化领域的应用具有重要的理论与实践意义。(2)借鉴了宏观生活中的“碎石水泥路”的模型,将SiC引入TiO2 PCs的体系中,为薄膜材料机械强度的提高提供了新思路。