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环境污染是当今人类所面临的重大问题。光催化技术作为一门新兴的催化技术,为人类解决环境污染提供了可能。光催化氧化法利用光能将有机污染物彻底氧化分解,具有高效、低能耗等优点,在光降解有机污染物方面表现出了广阔的应用前景。但传统的二氧化钛(TiO2)等光催化剂往往存在光响应范围较窄、太阳能利用率低以及光量子效率低等不足,严重限制了它们的实际应用。因此,开发高光量子效率的高效可见光光催化剂是光催化氧化法处理水中有机污染物的关键。类石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种具有类石墨结构的碳氮化合物,因其具有较窄的带隙(约为2.7 eV),能够吸收可见光,具有较高的光催化活性,近年来被广泛用于催化降解有机污染物的研究。钒酸铟(InV04)半导体具有较窄的带隙(约为2.0 eV)、适宜的氧化还原电位和宽的光响应范围等优点,在光催化分解水制氢、光催化降解有机污染物、传感器等领域具有较好的应用前景。然而,单一组份光催化剂的太阳能利用率低,光生电子(e-)空穴(h+)对复合率高以及光量子效率低等问题限制了其应用。因此,通过对光催化剂进行改性,扩展其光吸收范围以实现对太阳能的充分利用,抑制光生载流子的复合,提高其光催化活性,已成为纳米半导体复合光催化剂的研究热点。本论文以g-C3N4或InVO4作为载体材料,构筑纳米复合光催化材料,不仅可保留各自的优异性能,而且还可能产生协同效应。研究的主要内容如下：1.氧化石墨烯光催化剂GO/g-C3N4的制备及其性能研究采用改进的Hummers法制得GO,利用高温聚合法合成了g-C3N4,并且采用超声法成功制得GO/g-C3N4复合光催化剂。通过调整GO的添加量,制备出不同GO含量的GO/g-C3N4复合光催化剂。经过XRD, SEM, TEM, FTIR, Raman和XPS等多种表征手段证明了GO的成功引入。DRS分析结果表明GO的引入使得光催化剂吸收带边发生了明显的红移,窄化了光催化剂的禁带宽度,禁带宽度的大小为5%GO/g-C3N4 (2.39 eV)<g-C3N4 (2.54 eV)。PL分析结果表明,g-C3N4荧光发射光谱最强,而GO的引入,发射光谱出现猝灭,说明光生载流子的复合几率下降。光催化结果表明,GO/g-C3N4的光催化活性明显高于单一g-C3N4。其中,可见光照射120mmin后,5%GO/g-C3N4对Rh B的去除率最高,约为85.62%。通过活性粒子掩蔽试验,检测了5%GO/g-C3N4在可见光照射下,光催化降解RhB过程中所产生的活性粒子。结果表明光生h+对该光催化反应起到主要作用。2.贵金属光催化剂Ag/GO/g-C3N4的制备及其性能研究采用改进的Hummers法制得GO,利用高温聚合法合成了g-C3N4,并且采用超声法成功制得GO/g-C3N4和Ag/GO/g-C3N4复合光催化剂。通过调整Ag的添加量,制备出不同Ag含量的Ag/GO/g-C3N4复合光催化剂。经过XRD, SEM, TEM, FTIR, Raman和XPS等多种表征手段证明了GO和Ag纳米颗粒的成功引入。DRS分析结果表明GO和Ag纳米颗粒的引入使得光催化剂吸收带边发生了明显的红移,窄化了光催化剂的禁带宽度,禁带宽度的大小为GO/g-C3N4(2.39 eV)<5%Ag/GO/g-C3N4 (2.42eV)<g-C3N4 (2.54 eV)。PL分析结果表明,g-C3N4荧光发射光谱最强,而GO和Ag纳米颗粒的引入,发射光谱出现猝灭,说明光生载流子的复合几率下降。光催化结果表明,Ag/GO/g-C3N4的光催化活性明显高于单一g-C3N4。其中,可见光照射120min后,5%Ag/GO/g-C3N4对Rh B的去除率最高,约为99.53%。通过活性粒子掩蔽试验,检测了5%Ag/GO/g-C3N4在可见光照射下,光催化降解Rh B过程中所产生的活性粒子。结果表明光生h+和·OH对该光催化反应起到主要作用。3.碳纳米管光催化剂CNTs/InV04的制备及其性能研究以乙酰丙酮氧钒为钒源,采用静电纺丝法制得CNTs/InV04纳米纤维。通过调整CNTs的添加量,制备出不同CNTs含量的CNTs/InV04纳米纤维。经过XRD,SEM, TEM, FTIR和XPS等多种表征手段证明了CNTs的成功引入。DRS分析结果表明CNTs的引入使得光催化剂吸收带边发生了明显的红移,窄化了光催化剂的禁带宽度,禁带宽度的大小为10%CNTs/InVO4纳米纤维(2.19 eV)<InVO4纳米纤维(2.44eV)。PL分析结果表明,InVO4荧光发射光谱最强,而CNTs的引入,发射光谱出现猝灭,说明光生载流子的复合几率下降。光催化结果表明,CNTs/InVO4纳米纤维的光催化活性明显高于单一InVO4纳米纤维和10%CNTs/InVO4纳米颗粒。其中,可见光照射120min后,10%CNTs/InVO4纳米纤维对Rh B的去除率最高,约为92.30%。通过活性粒子掩蔽试验,检测了10%CNTs/InVO4纳米纤维在可见光照射下,光催化降解Rh B过程中所产生的活性粒子。结果表明光生h+和·OH对该光催化反应起到主要作用。