全球经济的急速发展,伴随着煤炭、天然气和石油等不可再生能源的消耗,因此带来了能源短缺和环境污染,这两大问题严重威胁着全人类的可持续发展,寻找和开发清洁绿色的新能源已成为人类生存与发展的重要问题。目前,各类新能源都得到了广泛的重视,如风能、地热能、潮汐能和太阳能等,然而太阳能具有无污染、低成本、能量大、广泛存在等优点,被认为是取代化石能源的最佳选择。因此,为了缓解能源危机和解决环境问题,我们需要加快发展和利用太阳能。利用太阳能的光催化技术,不仅可以使半导体材料来解决环境污染,还可以将水和二氧化碳进一步转化为燃料,被誉为人类解决能源短缺和环境污染的绿色新技术和理想途径。实际上,如何合成出具有宽光谱响应、高效稳定的光催化材料,这是半导体光催化技术的关键。尽管目前已经研究了各种各样的光催化材料,但能够满足上述性能并符合实际需要的产品还没有面向市场,所以,开发新型高性能的光催化材料是十分必要的科研工作。铌酸盐是一种优良的促进剂和良好的载体,在光催化科研和工业生产中有比较广泛的应用,作为一种极有前途的功能材料备受关注。由于其独特的结构和理化性质,许多铌酸盐材料在环境治理和绿色能源方面具有卓越的性能和广泛的用途。现阶段,铌酸盐的研究在催化反应中表现出较好的催化活性和稳定性,可有效降解污染环境的有机印染废水,同时也能合成出大量有机物。铌酸钠是比较常见的铌酸盐,本文以这种常见的铌酸盐作为研究基质。本文两部分均以铌酸钠分子筛为研究基质,第一部分通过碳酸锶的掺杂改性,合成出具有新型铌氧结构的新材料,由于样品铌氧结构的改变,其光学带隙、吸附性能和光催化活性等物理化学性质随之变化。第二部分通过与铋酸钠的复合改性,使合成出的复合材料在可见光照射下具有降解有机污染物的性能,进而研究了样品的内部结构,光物理特性以及光催化性能。具体内容如下:(1)大多数铌氧化物具有不同程度畸变的八面体铌氧结构,只有极少量稀土类铌氧化物拥有四面体铌氧结构,从铌氧八面体到铌氧四面体的结构变化改变了光学带隙、吸附性能和光催化活性等物理和化学性质。本文首先通过水热法,以氢氧化钠、五氧化二铌为原料,合成具有八面体铌氧结构的铌酸钠分子筛,然后利用高温固相法对铌酸钠分子筛进行碳酸锶的掺杂,制备出了含有少量钠掺杂的铌酸锶样品。激光共焦拉曼光谱表明样品中存在铌氧四面体结构,并利用X射线衍射、紫外可见光分光光度计、X射线光电子能谱、程序升温脱附和电感耦合等离子体等测试方法,对样品的内部结构和光学性质进行了表征。随着样品中铌氧四面体含量的增加,通过X射线衍射发现了晶格参数的增加,紫外可见光分光光度计则表征出带隙的变大,X射线光电子能谱和程序升温脱附则证明出表面变化对氧吸附更强,从而使样品具有更高的光催化活性。(2)合成复合材料也是开发高性能可见光光催化剂的有效手段,课题组在近期研究了锑酸-铋酸钠复合材料,我们用铌酸钠-铋酸钠复合材料做对比实验。本文将铋酸钠和水热制备的铌酸钠分子筛复合改性,从而使铌酸钠-铋酸钠复合材料有了可见光范围内的光催化性能,进而研究其光物理性质及光催化性能。紫外可见光分光光度计表明铌酸钠-铋酸钠复合材料具有了可见光吸收,并利用X射线衍射、紫外可见光分光光度计及扫描电子显微镜等测试方法,在形貌和光学性质上对样品进行表征。根据复合不同质量比的铋酸钠,来探讨铋酸钠的加入对复合材料起到的作用。