半导体光催化作为一种新兴技术，意在将取之不竭、用之不尽、绿色的太阳能转化成化学能、电能等，旨在解决全球能源危机、净化生态，实现社会的可持续发展。典型催化剂TiO₂，因其毒性低、活性高、价廉量丰、稳定性好等优点备受青睐；但是其宽禁带（只能经由紫外激发）及低太阳光利用率又限制其大规模实际应用。为此，本文拟从以下三条路径出发解决上述问题：（1）开发新型工艺技术，对纯TiO₂进行修饰改性，通过调变能带结构，实现可见光响应，提高太阳光利用率；（2）基于近年可见光催化的研究成果，开发新型高效非钛些列可见光型催化剂，进一步提高对太阳光的利用率；（3）借助先进设计理念，开发高红外吸收催化材料，开启黑暗条件下催化反应，实现太阳能光催化体系工作的连续性，全天候工作。鉴于以上设想，本论文拟开展了如下几部分工作：（1）超临界流体法制备双模式碳修饰介孔C-TiO₂可见光催化剂及其性能研究借助超临界流体溶剂热法，以绿色原料大米为碳源，一锅法合成双模式碳修饰介孔型C-TiO₂可见光催化剂。借助XRD，TPO，XPS， Raman等手段证实C-TiO₂体系中存在晶格掺杂和表面杂化两种模式碳。再辅以BET，UV-vis DRS，HRTEM等表征阐释超临界流体溶剂热法制备的C-TiO₂具有较高结晶度、较小粒径，较大的比表面积及完好的介孔结构。基于C-TiO₂特殊性质，特别是两种模式碳协同作用，实现了可见光条件下对苯酚的高效降解；同时呈现了较佳的化学稳定性。（2）超临界流体溶剂热法制备稳定ZnxCd1-xS光催化剂及其性能研究利用超临界流体溶剂热技术，在无分散剂或表面活性剂情况下，成功合成了组份可调，尺寸可控的介孔型ZnxCd1-xS纳米球催化剂。借助BET、TG-DTA、HRTEM、XRD等手段表明超临界流体技术合成的ZnxCd1-xS具有较高结晶度、小且均一的尺寸、较大的比表面积、完好的介孔结构及较佳的热稳定性。再辅以XPS及UV-vis DRS分析证实合成的ZnxCd1-xS组份可调，进而实现ZnxCd1-xS光谱吸收带边连续可调。基于ZnxCd1-xS的结构特点，实现在可见光激发下对有机废水罗丹明B （RhB）以及对氯苯酚（4-CP）的有效降解；同时实现较高的光催化分解水制氢效率。基于ZnxCd1-xS较佳的热稳定性以及Zn、Cd和S之间的强相互键合作用，进而有效抑制ZnxCd1-xS的光腐蚀，提高了化学稳定性。（3）全天候La₂NiO₄光催化剂的开发及在酚类污染物处理中的应用借助本实验室优势，借助醇热技术成功开发纯相La₂NiO₄光催化剂。借助XRD、UV-Vis-IR DRS、TEM、FESEM等证实了La₂NiO₄是呈现四方相层状钙钛矿结构，具有高红外吸收性能。基于La₂NiO₄特殊性质，实现了全天候催化降解4-CP。通过辅以PL、Electrochemical Test、XPS等测试初步提出了暗催化反应机理：La₂NiO₄从污染物离子（4-CP-）攫取电子，再通过与溶液中溶解O₂分子反应形成?O₂-，随后?O₂-再与H+反应，产生?OH自由基，其最终再和?4-CP自由基反应，彻底氧化4-CP分子成CO₂和水，从而实现了全天候降解4-CP。同时借助LC-MS对整个催化反应中间产物做了分析检测。此研究为为光催化在环境净化中的应用开辟了一条全新的模式。