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当今,纺织染料、表面活性剂、杀虫剂和重金属的过度使用已经导致了河流、湖泊、地下含水层和海洋的污染。而传统污水处理方法存在高成本、低效率等缺点。因此,绿色、高效、低成本的废水处理技术亟待开发。半导体光催化技术因其优异的活性和稳定性而受到了越来越多的关注。近来,用于光解水和光降解污染物的金属氧化物、硫化物和氮化物半导体光催化剂已经成为研究热点。然而,大多数半导体光催化剂存在太阳能利用率低、载流子复合较快等问题,仍有较大的研究空间。本文设计并制备出以Ag为基的金属-半导体异质结构光催化剂,通过Ag的表面等离子体共振（SPR）效应增强光吸收率、拓宽光响应范围、提高光生载流子分离效率,从而增强了光催化剂的光催化活性。具体研究内容和结果如下:1、通过电化学沉积法制备了中心茎尺寸约为50 nm的Ag树枝晶,然后利用原位硫化法在Ag树枝晶表面生长Ag2S。Ag树枝晶经过4小时硫化后形成的Ag-Ag2S异质结构光催化剂展现出最佳的光催化活性,在模拟太阳光照射50分钟后,10 ppm的亚甲基蓝（MB）溶液降解效率达到98%,且光降解速率比纯Ag2S提高了7倍。由紫外可见近红外漫反射光谱和电化学阻抗谱可知,Ag的SPR效应与Ag2S的窄带隙、高吸光系数结合,一方面提高了光吸收强度,另一方面拓宽光吸收范围从可见至红外。此外,原位硫化的Ag2S与Ag紧密结合,形成的包覆异质结构有利于Ag2S内产生的光生电子向Ag树枝晶传输,减少载流子的体相复合。2、通过简单的两步法成功将Ag-Ag2S负载在碳布（CC）衬底上,形成Ag纳米微球-Ag2S纳米片/CC复合结构材料。硫化3小时的样品表现出高光催化活性,相比于同质量Ag-Ag2S树枝晶,光降解速率提高了10倍。对复合结构光催化活性提高的原因进行探究:光催化剂中适当的Ag/Ag2S比例不仅拓宽了光响应范围,增强了光吸收强度,还促进了载流子的分离与传输。更重要的是,碳布衬底良好的导电性可以进一步促进光生电子转移,同时,其高比表面积有利于污染物分子的吸附。此外,碳布的柔韧性使体系具有好的使用稳定性,光催化剂在经过10次循环使用后催化效率几乎无衰减。3、在已制备的Ag纳米微球/CC结构基础上,以十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）和AgNO3分别作为Cl源和Ag源,通过连续离子层吸附法（SILAR）在Ag/CC结构表面沉积AgCl纳米颗粒,制备出一系列Ag-AgCl/CC复合结构光催化材料,并以亚甲基蓝（MB）为目标污染物,对其进行光催化活性测试。其中,吸附4次的样品表现出最优光催化性能,催化降解10 ppm的MB溶液仅需30分钟,且光降解速率为单纯AgCl纳米颗粒的12倍。光催化活性的增强是由于合理的Ag/AgCl比例,不仅保证了高的光吸收系数及较宽的吸收范围,同时,AgCl中的光生电子能及时通过Ag转移到碳布衬底上,使光生载流子迅速分离、迁移并参与光催化反应。此外,较快的电子转移能防止AgCl发生光腐蚀,提高了光催化材料的稳定性。