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抗生素污染物由于其对生态环境及生命健康产生的巨大危害,已成为水中主要污染物之一。开发高效、绿色的方法实现抗生素的去除迫在眉睫,而光催化技术具有可持续性高、环境友好等优点,成为解决这一问题的有效途径。光催化技术的核心是光催化剂。本论文受到尾孢菌侵染植物叶片这一自然现象的启发,利用尾孢菌素（Cercosporin,CP）天然的光敏性,设计、制备了一系列新型复合光催化剂6-乙酰基还原性尾孢菌素/羟基磷灰石（Hexa Acetyl-Reductive Cercosporin/Hydroxyapatite,HARCP/HAp）,并将其成功应用于典型抗生素四环素（Tetracycline,TC）的光降解中。围绕实现TC高效降解这一目标,开展了CP发酵产量的提升、复合光催化剂的设计与制备、复合光催化剂的表征、复合光催化剂在TC降解中的应用及降解机制的研究工作,具体如下:（1）以响应面法为策略,实现了尾孢菌Cercospora sp.JNU001发酵生产尾孢菌素产量的大幅提高为解决目前CP化学合成过程复杂、合成效率低及生物合成途经尚未解析清楚的现状,以课题组前期工作为基础,利用筛选得到的尾孢菌Cercospora sp.JNU001为发酵菌株,对发酵时间、温度、p H和碳氮比四个重要因素进行响应面优化。依据Box-Behnken中心组合原理,设计29组发酵实验进行CP产量优化。通过残差的正态概率分布、CP产量的预测值和实际值的关系及方差分析中模型及失拟项的分析,对模型的准确性和合理性进行确认。通过对模型项X1、X2、X1X2、X1~2、X2~2、X3~2、X4~2进行研究,并结合三维响应面和二维等高线,确认了影响CP产量的因素顺序为发酵时间＞温度＞碳氮比＞p H。通过此优化,CP产量从原来的128.20 mg·L-1提高到763.29 mg·L-1,为后续利用CP为光催化剂进行水中TC降解提供了保障。（2）以提高光催化活性及稳定性为目标,设计并制备了复合光催化剂HARCP/HAp以CP为母核,以提高光催化剂的催化效率、稳定性和可回收性为目的,从光吸收范围、电子转移和分离效率以及催化剂表面性质调控三方面入手,开展光催化剂的设计与制备。利用HAp二维多孔材料特有的比表面积和孔体积大及热稳定性强等优点,针对HAp孔径大小,对CP进行结构设计和改造,制备带有六个乙酰基“手臂”的HARCP,使其分子大小与HAp孔径大小相匹配,在温和条件下获得了一类新型的复合光催化剂HARCP/HAp。该设计不仅利用HAp的多孔性质来改善光催化剂的吸附性能以增加光活性位点、提高光吸收率和加速催化剂表面反应的速率,也能在HARCP和HAp之间形成异质结结构来提高光催化剂界面上光生电子-空穴对的分离和迁移效率,并抑制光生电子-空穴对的复合,从而提高HARCP/HAp的催化活性。（3）以结构和光电化学表征为手段,确认了复合光催化剂HARCP/HAp的成功制备及其高效光催化活性利用X射线衍射、红外光谱、X光电子能谱、倒置荧光显微镜等表征对HARCP/HAp的结构、元素组成、化学价态、化学键及荧光性质进行研究,确认了HARCP/HAp成功合成。通过研究HARCP/HAp的形貌结构和比表面积、以及其瞬态光电流和电化学阻抗谱等光电性质,分别确认了其在紫外-可见光区的强吸收能力和证明复合光催化剂HARCP/HAp具有更高效的电子转移效率和分离效率,说明HARCP/HAp具备更高的光催化活性。（4）以低能耗可见光为光源,实现了复合光催化剂HARCP/HAp高效快速降解四环素研究HARCP/HAp在TC降解中的光催化活性,并对光催化剂的稳定性、可回收性及工业可行性进行研究。通过对HARCP负载量、TC初始浓度和初始p H等降解因素的优化,确认TC降解的最佳条件。此外,对该方法的工业化可行性进行研究,模拟实际废水中TC的浓度,在太阳光下进行放大降解实验,结果表明在太阳光下照射10 min,可实现TC的完全去除。最后,对复合光催化剂的稳定性进行确认,通过对三次循环重复使用效率、循环后光催化剂表征及溶液中HARCP泄漏情况等进行研究,确认了复合光催化剂具有良好的光稳定性和可回收性。（5）以活性物种和能带结构研究为基础,解析了复合光催化剂HARCP/HAp降解四环素机制利用LC-MS监测了TC光降解的过程,推断出中间产物的可能结构,进而推测出TC的降解路径。TC光降解过程中的主要活性物种通过捕获实验来确认,并利用电子自旋共振进一步佐证。通过实验检测和理论计算,获得HAp的能级结构和HARCP的最高占据分子轨道（Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO）和最低未占分子轨道（Lowest Unoccupied Molecular Orbital,LUMO）的能量,并在此基础上获得复合光催化剂HARCP/HAp的能带结构。通过比较HARCP和HAp的能级大小,确认了复合光催化体系内发生电子迁移的可行性。并对降解TC的机制进行推测,复合光催化体系通过形成异质结进行电子迁移,加速光生电子-空穴对的分离,从而实现TC快速高效地降解。