随着能源需求的增长和生产过程中产生的污染物导致环境污染的加剧,寻找可再生清洁能源和发展环境修复技术已是当务之急。光催化作为一种可直接将太阳能转化为化学能的技术,为解决当前问题提供了新的方案。目前贵金属催化剂以及常见的TiO2、g-C3N4等半导体光催化剂虽有一定的光催化效率,但存在贵金属价格昂贵,光子带隙窄以及光吸收利用率低等问题。因此,进一步发展光能利用率高和价格经济的新型催化剂具有迫切的现实意义。光子晶体作为一种周期性介电常数材料,具有独特光学调控性能,当其带隙附近的红边和蓝边与入射光子的波长重叠时,光子的群速度大大降低。将光子晶体与窄带隙半导体材料相结合构建的反蛋白石光子晶体,其凭借复合材料光吸收范围拓展至可见光区域以及慢光子效应的双重优势已在光催化领域中崭露头角。虽然窄带隙材料吸光范围不再拘泥于紫外区域,但其光生载流子复合效率高是影响光催化活性的一个重要因素。因此本文基于反蛋白石优异的光能利用性能,负载量子点对其表面改性改善了光生电子和空穴的复合效率,以此来提高材料的光催化性能,具体内容如下:（1）通过在具有大孔结构的3DOM Fe2TiO5（钛酸铁反蛋白石光子晶体）材料表面负载WS2量子点,获得了一种异质结结构的反蛋白石催化剂。在模拟太阳光照射下,进行了几种不同结构催化剂的光催化固氮实验。由于反蛋白石的三维大孔结构使光传播路径受阻,产生多重散射的同时延长了光与材料的作用时间,这提高了光的利用率;其次,异质结结构进一步拓宽了光吸收范围,以及异质结结构中的光生电子和光生空穴分别位于Fe2TiO5和WS2的界面,此减弱了光生载流子的复合效率,这两方面的协同作用有助于提升材料的光催化固氮性能。对比几种不同粒径的反蛋白石结构,660 nm-Fe2TiO5（由衍射峰在660 nm的聚苯乙烯为模板制备的钛酸铁反蛋白石材料）禁带匹配引起的慢光子效应体现了优于其他粒径的固氮性能。660 nm-Fe2TiO5-WS2（负载WS2的Fe2TiO5异质结反蛋白石结构光子晶体）光催化产氨速率分别是660 nm-Fe2TiO5、Fe2TiO5的4.57倍和60.97倍。此外,异质结催化剂在催化过程中无副产物N2H4的产生体现了高选择性,以及其在循环测试过程中良好地稳定性使其有望在光催化产氨过程中发挥实际作用。（2）鉴于反蛋白石异质结催化剂优异的光生载流子分离性能,将催化剂用于两种不同有机染料的降解。由于三维大孔骨架和WS2量子点在催化剂表面的负载,使得催化剂表面活性位点对于染料分子的吸附力显著提高;另一方面异质结结构的构筑改善了光生电子和空穴的复合效率,即罗丹明B（Rh B）和亚甲基蓝（MB）降解过程中所需活性分子的浓度相应增加。基于以上结构的共同作用,异质结结构催化剂降解染料速率较其他结构催化剂显著提升。660 nm-Fe2TiO5-WS2降解Rh B的速率分别是Fe2TiO5、660 nm-Fe2TiO5的2.94倍和4.82倍;660nm-Fe2TiO5-WS2降解MB的速率分别是Fe2TiO5、660 nm-Fe2TiO5的4.51倍和2.75倍。另外异质结催化剂在降解染料过程中表现出较佳的稳定性,无需复杂的制备过程以及昂贵的原料,只需光照情况下就实现了Rh B和MB分子的有效降解,结果表明3DOM Fe2TiO5-WS2在治理环境污染方面具有巨大的发展潜力。