光催化技术可直接利用太阳能分解有机污染物,还可将太阳能转化为氢能。传统的TiO₂和ZnO光催化剂的光催化活性局限于紫外光区域,需要开发稳定有效的可见光驱动的光催化剂。红磷半导体在可见光照射下具有光催化活性。然而,红磷半导体的光生电子与空穴对易复合,这限制了红磷的光催化性能。为了提高红磷半导体的光催化性能,本文制备了四氧化三钴/红磷（Co₃O₄/RP）的复合材料,并利用助催化剂对其进行了表面修饰,通过一系列表征对催化剂进行了分析,并评价了其在降解孔雀石绿（MG）和产氢反应中的光催化性能。首先,采用简便的水热法和机械研磨法制备了复合光催化剂Co₃O₄/RP。各种表征结果表明,Co₃O₄纳米晶体组装在RP表面,与纯RP相比,Co₃O₄在RP上的负载有利于增强可见光范围内的光吸收。在可见光照射下,Co₃O₄/RP在光催化降解水相中MG的实验中,显示出比纯Co₃O₄和RP显著增强的光催化活性。10%Co₃O₄/RP的反应速率常数(0.1464 min^-1)约为纯RP(0.0457 min^-1)的3.2倍,为纯Co₃O₄(0.0096 min^-1)的15.3倍,表现出最高的光催化活性。通过添加不同牺牲剂的实验结果表明光催化降解MG反应过程中起主要作用的是·O₂^-和h⁺,循环实验表明催化剂具有较高的光催化稳定性。Co₃O₄纳米晶体抑制了红磷半导体的光生电子-空穴对的复合,提高了其光生电子与空穴的分离,改善了可见光吸收,因此红磷的光催化性能得到了提高。其次,在可见光照射下,对Co₃O₄/RP的光催化水分解产氢性能进行了研究。实验结果显示10%Co₃O₄/RP复合材料的产H₂速率达到65.1μmol·g^-1·h^-1,为未改性的RP(1.1μmol·g^-1·h^-1)的59.2倍。采用简便的光致还原法合成了Co-10%Co₃O₄/RP与Pt-10%Co₃O₄/RP复合催化剂。各种表征分析表明,Co单质沉积在10%Co₃O₄/RP表面,与10%Co₃O₄/RP相比,Co单质在10%Co₃O₄/RP上的负载提高了光解水产氢的性能。循环实验表明催化剂具有较高的光催化稳定性。与贵金属Pt相比,0.5%Co-10%Co₃O₄/RP的产氢速率(82.7μmol·g^-1·h^-1)为0.5%Pt-10%Co₃O₄/RP(67.6μmol·g^-1·h^-1)的1.2倍,意味着低成本过渡金属Co有望替代高成本贵金属Pt而成为优良的助催化剂。