层状钛铌酸盐是一种具有特殊结构的新型半导体光催化剂。所述的钛铌酸盐前驱体可作为较好的载流子传导载体,提供光生载流子的迁移路径。剥离后的钛铌酸纳米片具有更好的物理和化学性质,单层纳米片可以提供更多的反应活性区。钛铌酸盐的结构研究进展表明,钛酸盐具有制备成新型高效光催化剂的潜力,为新能源材料的开发提供了新的思路。本文以钛铌酸钾(K₃Ti₅NbO₁₄)和钛铌酸铯（CsTi₂NbO₇）为基底材料,通过元素掺杂、形貌控制、暴露晶面设计、纳米片制备、复合异质结等的协同效应,对钛铌酸盐进行改性,研究改性后的钛铌酸盐基复合光催化剂的光催化性能以及不同制备条件对催化性能的影响。所制备的各组复合光催化剂采用了X射线粉末衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、光致发光谱（PL）和紫外-可见漫反射（DRS）等测试方法进行表征,通过测试样品可见光照射下降解有色染料的脱色率来表征其光催化性能,主要研究内容如下:（1）将钛酸异丙酯与钛铌酸钾(K₃Ti₅NbO₁₄)纳米带混合,在400?C空气中以尿素为氮源,混合煅烧,合成了一种新型氮掺杂的K₃Ti₅NbO₁₄@TiO₂核壳异质结光催化剂。锐钛矿TiO₂纳米粒子紧密沉积在K₃Ti₅NbO₁₄纳米带表面,形成纳米尺寸的异质结结构,有利于光生载流子的分离。同时,可见光区域的光捕获能力是因为TiO₂晶格中氮原子掺杂所增强。研究了在可见光照射下降解亚甲基蓝（MB）溶液的光催化性能。根据实验结果,提出了一种可能的光催化机理,得出氮掺杂复合材料的光催化活性增强是由形貌工程、氮掺杂和异质结形成及其协同作用的结果。（2）以硫脲为硫源,通过简单的重组装煅烧法制备了一维（1D）硫掺杂的K₃Ti₅NbO₁₄@TiO₂（STNT）核-壳异质结构复合材料,在可见光下表现出增强的光催化降解活性。各向异性的棒状结构有利于光生载流子的快速传输,其中S⁶⁺的掺杂主要是通过Ti⁴⁺取代形式掺入TiO₂纳米壳的晶格中,在TiO₂导带位置（CB）以下形成带隙内态,形成Ti-O-S键,从而引起可见光响应。缺电子的S原子以杂质态形式存在,也形成一种表面缺陷,这也有利于对电子的捕获,抑制光生电子空穴的复合速率。同时,K₃Ti₅NbO₁₄与TiO₂形成紧密的界面,形成纳米异质结结构,使光生电子与空穴有效分离。由于S掺杂和异质结形成的协同作用,复合材料在可见光驱动下对亚甲基蓝（MB）的光催化降解率高于单一组分。（3）利用水热法制备了一种新的二维层状BiOCl/H⁺Ti₂NbO₇^-（BHT）纳米片复合异质结。采用另一种钛铌酸盐钛铌酸铯（CsTi₂NbO₇）为前驱体,以酸化质子交换、四丁基氢氧化铵（TBAOH）阳离子柱撑剥离后,再经过氢离子沉降,获得一种氢离子重组的新型钛铌酸（H⁺Ti₂NbO₇^-）纳米片与氯化氧铋（BiOCl）纳米片结合形成具有紧密界面的异质结构。以罗丹明B（RhB）分子为目标污染物,对样品在可见光下的光催化性能进行了评价。并研究不同氯化氧铋纳米片掺量对光催化降解性能的影响,结果表明催化剂活性增强主要是由于层层状复合异质结的形成,提高了量子产率有效分离光生电子空穴对,并且纳米片具有较高的表面活性区域,吸附更多有机染料。