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能源危机和环境污染是威胁当今人类社会生存和可持续发展的两大问题。利用太阳能分解水制氢和处理含有机污染物的废水是解决这两个问题的理想途径。其中，发展可见光响应且高效稳定的半导体光催化材料是实现太阳能有效利用的重要环节。 本论文从新型可见光响应催化剂的制备角度出发，采用高温固相法制备了可见光响应的TaON和不同Zr/Ta比的ZrO2/TaON复合光催化剂材料。结果发现：在前驱体表面修饰少量的ZrO2，可以有效降低所制备ZrO2/TaON催化剂的缺陷数量，减少光生电子与空穴复合。光催化分解水产氢的实验发现：当Zr/Ta=0.1时，ZrO2/TaON复合材料的光催化产氢速率比TaON提高了近1倍；催化剂本身的缺陷数量降低可能是产氢活性提高的主要原因。通过浸渍方法担载助催化剂，产氢速率可以得到进一步提高。 分别以罗丹明B和甲基橙为目标污染物，考察了TaON和ZrO2/TaON系列催化剂对不同染料的可见光催化降解性能。结果表明：ZrO2/TaON催化剂较TaON催化活性明显提高；在pH值优化条件下，当Zr/Ta=0.1时，ZrO2/TaON光催化降解罗丹明B和甲基橙的效率达到最高。表面电性测试发现：随着Zr/Ta原子比的增加，ZrO2/TaON催化剂的Zeta电位绝对值降低，表明催化剂表面所带负电荷数量减少。对于上述两种带有不同电荷的染料分子，调节反应体系的pH值可以有效地改善光催化降解活性，这主要与催化剂表面对染料分子的吸附能力有关。 此外，本论文还采用溶胶-凝胶浸渍提拉法，以普通玻璃为基板，制备了TiO2/SiO2复合薄膜，同时考察了煅烧温度对薄膜光催化活性的影响。实验结果表明，TiO2/SiO2薄膜中TiO2以锐钛矿晶相存在，TiO2的粒径和结晶度是影响薄膜活性的主要因素；当制备薄膜的煅烧温度为500℃时，光催化降解甲基蓝的活性最优，同时薄膜的光电流值也达到最高。