能源危机和环境污染已经成为人类社会发展面临的的主要问题。利用光催化技术产生氢气并降解有机污染物,是解决能源和环境问题的有效途径。受启发于自然界中树叶的良好捕光结构,课题组前期制备出了可降解有机污染物并产生氢气的人工树叶CdS-BiVO₄光催化剂。在课题组先前工作的基础上,本文首先利用同源物质InVO₄对BiVO₄进行了改性。其次分别以树叶为模板,制备了树叶BiVO₄/InVO₄/CdS-CdS,以及树叶CdS-BiVO₄/InVO₄/CdS两种Z型光催化体系,具体研究内容如下:以树叶为生物模板采用浸渍煅烧法制备出BiVO₄/InVO₄/CdS光催化剂,并对催化剂中Bi与In的摩尔比进行了优化,结果表明,制备出的BiVO₄/InVO₄/CdS光催化材料将仿生结构与异质结结构相结合,有效提高了催化剂的催化性能,系列催化剂中80%BiVO₄/InVO₄/CdS具有最高的光催化性能。其内电荷转移为Z型电荷传输机制,电子和空穴分别保留在In VO4 CB上和BiVO₄ VB上。在优化后的BiVO₄/InVO₄/CdS上负载CdS,制备树叶BiVO₄/InVO₄/CdS-CdS催化材料,分析其理化性质并探究其电荷分离和载流子传输效率,用其处理一定浓度的生物制氢残余有机模拟废水,结果表明,该催化剂的产氢速率为360μmol/g·h,矿化有机物速率为91.85 mmol C/g·h。通过机理分析确定,e^-保留在BiVO₄/InVO₄/CdS-CdS催化剂中的CdS上进行产氢反应,h⁺保留在BiVO₄/InVO₄/CdS中BiVO₄的VB上进行降解反应。以树叶为模板制备了CdS催化剂,并在优化完成的CdS上负载BiVO₄/InVO₄/CdS制备树叶CdS-BiVO₄/InVO₄/CdS光催化剂,分析其理化性质并探究其电荷分离和载流子传输效率,用其处理一定浓度的生物制氢残余模拟有机废水,结果表明树叶CdS-BiVO₄/InVO₄/CdS光催化剂产氢速率为5033μmol/g·h,矿化率有机物速率为82.85 mmol C/g·h。对该催化剂进行反应机理探究,结果表明,该催化反应过程遵循Z型电荷传输机制,e^-保留在CdS上产生氢气反应,h⁺保留在BiVO₄上与有机物反应。