抗生素滥用导致其残留物进入生态循环和食物链,已对生态平衡和人类健康构成重大威胁,因此开发准确、灵敏和有效的分析方法用于抗生素检测迫在眉睫。光电化学（PEC）传感器因为分析速度快、设备简单和背景信号低等优点,已在抗生素检测领域引起关注,其中设计制备高PEC活性的光敏材料是开发高性能PEC传感器的关键环节之一;氮化碳材料经过合理的改性和耦合后,可有效改善光电转换效率和PEC响应。鉴于此,本论文利用形成异质结、缺陷工程和金属掺杂等策略,设计制备了一系列具有优异PEC性能的氮化碳基功能纳米材料,并探究和揭示其PEC性能增强机制;进一步以适配体为生物识别元件,构建了三种高分析性能的PEC传感器,成功用于抗生素检测。主要研究内容如下:1、通过简单的一步法制备石墨相氮化碳（g-C₃N₄）壳层包裹LaFeO₃的复合物,经表征证实该复合物是核壳型p-n异质结功能纳米材料,记作LaFeO₃@g-C₃N₄。光电性能研究表明:LaFeO₃@g-C₃N₄的可见光响应和PEC稳定性优于纯LaFeO₃和纯g-C₃N₄,以及文献报道的LaFeO₃负载于g-C₃N₄上的复合物（LaFeO₃/g-C₃N₄）,其光电流强度依次是三者的4.3、3.4和2.3倍。LaFeO₃@g-C₃N₄对可见光利用效率的提升是由于其形成的核壳结构,以及p-n异质结的协同作用加强了界面相互作用。以LaFeO₃@g-C₃N₄为光活性界面,结合链霉素（STR）的适配体构建了灵敏和特异性识别STR的PEC传感器。该PEC传感器展现出宽线性范围（0.01-10000 nM）和低检测限（0.0033 nM,S/N=3）,并可用于实际牛奶样品中STR的检测。2、首先以2 g三聚氰胺和不同含量的2,4,6-三氨基嘧啶（TAP）作为前驱体,用超分子聚集和离子熔融缩聚的方法制备了一系列超薄聚合氮化碳（PCN）,然后利用一锅水热法制备了具有碳缺陷（CV）的Bi掺杂超薄PCN功能纳米材料,记作Bi/CV-PCN。光电性能研究表明:0.2 g TAP掺杂量的PCN和25%Bi含量的Bi/CV-PCN光电性能最佳;Bi/CV-PCN的PEC信号不仅依次是纯Bi、用三聚氰胺制得的g-C₃N₄和PCN的24、6和2倍,而且PEC信号更加稳定。机理研究揭示,Bi的表面等离子体共振（SPR）效应增强可见光捕获能力,碳缺陷产生的中间能级加速电荷载流子分离,协同提高了PEC性能。以Bi/CV-PCN为光敏材料,利用共价键修饰恩诺沙星（ENR）适配体,开发了快速、灵敏测定ENR的PEC传感器,其线性范围为1.0×10^-5-1.0×10³ ng mL^-1,检出限为3.3×10^-6 ng mL^-1（S/N=3）,并能用于牛奶和鸡肉样品中ENR的检测。3、首先制备BiVO₄/g-C₃N₄,然后利用NaBH₄部分原位还原BiVO₄/g-C₃N₄,成功制备了Bi-SPR提升BiVO₄/g-C₃N₄的三元Z型异质结功能纳米材料,记作Bi/BiVO₄/g-C₃N₄。光电性能研究表明:70%BiVO₄含量的BiVO₄/g-C₃N₄和NaBH₄浓度为50 nM的Bi/BiVO₄/g-C₃N₄光电性能最佳;与一元和二元系统相比（如g-C₃N₄、BiVO₄、Bi/BiVO₄和BiVO₄/g-C₃N₄）,Bi/BiVO₄/g-C₃N₄表现出最小带隙（1.85 eV）和优越的PEC特性,如其光电流响应是Bi/BiVO₄和BiVO₄/g-C₃N₄的10.4倍和3.4倍。机理研究揭示,等离子体Bi作为电子传导桥,形成Z型结构,显著促进电子空穴对的分离;Z型异质结和Bi的SPR效应协同作用有效加快电荷载流子迁移,增强PEC响应。以Bi/BiVO₄/g-C₃N₄为光活性材料,通过共价键结合土霉素（OTC）适配体,研制了高效的PEC传感器实现对OTC的检测,其检测范围为0.01-1000 nM,检测限低至0.0033 nM（S/N=3）,并成功用于牛奶样品中OTC的测定。