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近年来,随着现代工业的飞速发展,致使大量含有重金属离子污水的排放,造成了严重的土壤和水污染。重金属离子污染不利于林木等植物的生长发育,并会通过食物链的富集作用传到动物和人体内,对整个生态系统产生了严重威胁。重金属离子污染的一般去除方法是生物质炭吸附,考虑到光催化治理重金属与植物的光合作用可共同利用太阳光,无需提供额外的驱动力。因此,该方法绿色、经济且可持续,可以作为生物质炭吸附的补充或替代,对污水的治理具备极大的应用潜力。然而传统无机半导体光催化材料存在比表面积小、结构和带隙能难以调控以及光吸收效率低等问题,限制了其在光催化领域的进一步发展。因此,寻找一些新颖的、稳定高效且具有一定功能性的半有机或有机材料来改性或替换无机半导体材料能够为光催化技术的发展增添新的活力,甚至带来具有突破性的发展机遇。本论文着重研究了金属有机骨架材料（MOFs）和纤维素改性或替换传统半导体材料在光催化反应中的表现,充分利用了MOFs高比表面积、配位不饱和的金属中心位点、确定的类半导体结构、可控的带隙能以及纤维素丰富的含氧基团、相互缠绕的细长纤维结构、理想生物质炭材料的前驱体、良好的机械性能等优势构建了一系列高效光催化Cr（Ⅵ）还原体系,并提出了不同的反应机理模型,为设计开发新型高效复合光催化剂用于破坏林木生长的污水治理提供了一定的理论基础和指导思想。主要研究内容和成果如下:（1）利用Cd0.5Zn0.5S和ZIF-8相反的表面带电性质,通过静电自组装的方法合成了Cd0.5Zn0.5S@ZIF-8复合光催化材料,提出并证明了Cd0.5Zn0.5S和ZIF-8界面之间形成了新的S-Zn键,该键合作用使得他们紧密地结合在一起、Cd0.5Zn0.5S纳米颗粒较为分散且稳定地负载在ZIF-8表面上,并为光生电子传输到反应物表面提供了通道,最终致使光生电子-空穴对的高效分离和电子的高效传输。该复合材料对可见光下的光催化Cr（Ⅵ）还原表现出超高的活性。（2）通过沉积-光还原法制备了MIL-125-NH2@Ag/AgCl复合光催化材料,MIL-125-NH2不仅可以被可见光激发还可以有效地抑制Ag/AgCl的团聚并提供较大的比表面积,Ag/AgCl可以增强复合材料的光吸收并减缓光生电子-空穴对的复合。得益于复合材料自身的优势和光催化氧化-还原反应之间的协同效应,该复合材料能够在可见光下极其高效地同时去除Cr（Ⅵ）/RhB/MG三体系混合污染物。（3）通过后合成法制备了一系列的M/Zr-MOFs（M=Au、Pt,Zr-MOFs=UiO-66-NH2、UiO-66）。对于光催化Cr（Ⅵ）还原反应,相对于纯的Zr-MOFs,Au或Pt的负载都促进反应的进行。不同的是,对于光催化芳香醇氧化反应,Pt负载抑制该反应的进行而Au负载促进。分析结果表明,负载在Zr-MOFs上的Pt纳米粒子暴露出了大量的（200）晶面。光催化Cr（Ⅵ）还原和芳香醇氧化反应的主要活性物种分别为光生电子和·O2-。Pt（200）晶面的存在并不影响光生电子的产生和传输,但却不利于·O2-的产生,由此解释了Pt/Zr-MOFs对于光催化Cr（Ⅵ）还原和芳香醇氧化不同反应结果的出现。（4）通过后合成法制备了一系列的Pt或Au纳米粒子负载的MIL-125-NH2及MIL-125。对于苯甲醇氧化反应,Pt负载的MIL-125-NH2性能明显优于Au负载的MIL-125-NH2及纯的MIL-125-NH2,表明较大的功函数（Pt,更高效的电子传输）对反应的促进效果明显,而表面等离子体共振效应的存在（Au,更强的光吸收）对反应的促进效果极其微弱,前提是载体本身可以吸收入射光。MIL-125对入射光响应很差,因此Pt、Au纳米粒子的负载对其促进效应都很小。与此同时,Pt/MIL-125-NH2依然能够高效光催化还原Cr（Ⅵ）。（5）巧妙地构建了独特的三维网状纳米纤维素（CNFs）/ZnIn2S4复合光催化材料,利用TEMPO-CNFs中COO-与ZnIn2S4中Zn2+之间的离子相互作用引导ZnIn2S4片层沿着CNFs生长,最终形成了三维网状结构。该结构有利于光的穿透和散射,加强了对可见光的吸收。因此,高效的光捕获、充分暴露的活性位点、缩短的电荷传输距离以及优异的亲水性共同导致了其光催化Cr（Ⅵ）还原性能的显著提升。（6）通过简单的一锅水热法制备了由CNFs热解的碳量子点（CQDs）改性的TiO2,并进一步将合成的CQDs/TiO2粉末以细菌纤维素为基底成型为易于回收的膜和气凝胶。得益于CQDs的上转换发光特性和良好的导电性,CQDs/TiO2膜和气凝胶能够有效捕获可见光并且促进光生电子的高效传输,致使其在可见光照射下表现出极为突出的光催化Cr（Ⅵ）还原和RhB降解活性,该活性明显优于TiO2和P25粉末。此外,CQDs/TiO2膜和气凝胶还具备极好的循环性和稳定性。