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为了解决日趋严重的环境污染问题,本论文采用光催化技术,并选取具有可见光催化活性、化学稳定性和热稳定性等诸多优点的非金属半导体石墨相氮化碳(g-C3N4)作为光催化剂。但纯的g-C3N4由于量子产率低和光生载流子易复合的缺点,严重影响其实际应用。因此我们制备了不同的异质结复合光催化剂来提高g-C3N4的光催化活性,并将这些复合光催化剂用于降解水体中的有机污染物。主要研究内容及结果如下:(1)通过原位法制备了氧化亚铜/氮化碳(Cu2O/g-C3N4)p-n异质结复合光催化剂,通过一系列表征手段对Cu2O/g-C3N4 p-n异质结进行表征。选取四环素(TC)作为目标污染物,通过在可见光照射下对TC的降解效果评估复合材料的光催化活性。实验表明,Cu2O/g-C3N4可以在90 min内去除90%以上的TC,并且对TC的总有机碳(TOC)去除率高达83.4%,与Cu2O和g-C3N4相比,光催化性能显著提高。这是由于p-n异质结的构建以及在异质结界面处形成的内部电场,使得光生载流子得到有效地分离和快速的迁移。通过自由基捕获实验和电子自旋共振技术(ESR),确定反应过程中的活性物质为·O2~-和h+。在五个循环实验之后,该复合物仍显示出高稳定性和光催化活性。最后讨论了Cu2O/g-C3N4 p-n异质结的光催化降解机理。(2)将ZIF-67用作模板,通过进一步处理得到笼状Co9S8(c-Co9S8),并将g-C3N4涂覆到其表面以制备c-Co9S8/g-C3N4(c-CSCN)Z型复合光催化剂,用于在可见光照射下降解四环素类(四环素、土霉素和金霉素)抗生素。高倍透射电镜(HRTEM)和透射电镜(TEM)分析表明,c-Co9S8和g-C3N4紧密的结合在一起,匹配的能带结构能够有效促进电子的转移。所制备的c-CSCN光催化活性远高于片状Co9S8/g-C3N4(s-CSCN)、c-Co9S8和g-C3N4的光催化活性,分别是它们的1.5、2.5和5.8倍。同时,连续五个降解实验后,c-CSCN仍保持良好的光催化活性,表明c-CSCN Z型光催化剂具有优异的稳定性。此外,c-CSCN在不同的水底物上对四环素具有良好的去除效果,而且在室外的直射阳光下,c-CSCN仍显示出良好的去除四环素的能力,展现了其优异的水处理价值。最后,在自由基捕获实验、ESR和光沉积电荷流跟踪的基础上,提出了c-CSCN中空异质结的Z型光催化机理。(3)通过静电吸引自组装制备了Bi3Fe0.5Nb1.5O9/g-C3N4(BFNO/CN)复合光催化剂,用于农药和医药中间体2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的光催化降解。由于BFNO具有铁电性,在不施加外应力下可产生自发极化电场,驱动光生载流子的快速分离和迁移。借助多种表征手段,对所制备材料的形貌、结构、光学以及电学性能进行了表征。而且在可见光照射下,BFNO/CN表现出优异的光催化活性,在2 h内对2,4-DCP的光催化去除率最高可以达到83.7%。并且连续进行5次降解实验仍保持良好的光催化活性,表明其有优异的化学稳定性。此外通过自由基捕获实验和ESR,证明了·O2~-、h+和·OH对光催化反应均有贡献,而且这三种活性物质对降解反应的贡献能力排序为:·O2~->h+>·OH。此外,BFNO/CN在不同的水底物表现出优异的光催化活性,在室外直射的阳光下也表现出较好的光催化活性,这表明BFNO/CN具有很大的实际应用潜力。最后提出了BFNO/CN复合光催化剂的光催化机理。