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随着时代快速发展的步伐，许多妨害人体健康和生态环境平衡的问题也紧随而来。在众多问题之中，水环境污染问题则引起了人们极大的重视，寻求一种高效﹑成本低廉﹑可持续和环境友好的方法去除水环境中的污染物则显得至关重要。在各种处理水环境污染的手段中，光催化技术因其具备清洁﹑高效和简便等优点而受到研究者们的广泛关注。
本文致力于通过对高效复合光催化剂的开发来实现水环境中污染物的有效去除。Z型异质结的构建可以提高光生载流子的分离效率﹑提高活性基团的氧化还原能力﹑促进光吸收性能，进而提高复合光催化剂的可见光催化活性。主要研究内容与结论如下：
(1)以氧化石墨烯溶液作为还原氧化石墨烯的前驱体和晶面调控剂，通过一步溶剂热法制备了具有可协调暴露BiOBr(102)晶面的Z型rGO/Bi2S3-BiOBr异质结。氧化石墨烯的含量对于BiOBr(102)晶面的暴露具有明显的影响，BiOBr(102)晶面的暴露和Z型电荷转移机制在提高rGO/Bi2S3-BiOBr异质结的氧化还原能力方面发挥协同作用。暴露(102)晶面的Z型rGO/Bi2S3-BiOBr异质结，由于电子和活性氧的高效产生，在光催化降解邻硝基苯酚(2NP)和光催化还原六价铬(Cr(Ⅵ))过程中表现出良好的光催化性能。在单独的2NP体系中，光催化降解效率为92％；单独的Cr(Ⅵ)体系中，光催化还原效率为95％；而2NP-Cr(Ⅵ)的混合体系中，2NP的降解效率和Cr(Ⅵ)的还原效率分别达到67％和95％。此外，在经历过五次循环利用以后，1％rGO/Bi2S3-BiOBr光催化剂仍表现出较高的可重复利用性和稳定性。
(2)以五水合硝酸铋(Bi(NO3)3?5H2O)﹑钨酸钠(Na2WO4?2H2O)﹑四水合氯化铟(InCl3?4H2O)﹑二水合醋酸锌(C4H6O4Zn?2H2O)和硫代乙酰胺(CH3CSNH2)分别作为铋源﹑钨源﹑铟源﹑锌源和硫源，采用水热法分别制备出纳米花状的Bi2WO6和纳米花球状的ZnIn2S4，再以ZnIn2S4为底物，结合水热和原位生长法，在其花球表面进行Bi2WO6的生长，通过对Bi2WO6含量的优化，合成出不同比例的Z型ZnIn2S4/Bi2WO6异质结。该异质结材料对头孢曲松钠和Cr(Ⅵ)的光催化效率分别高达94％和99％。并通过一系列的表征分析方法，如：X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射(UV-ⅥsDRS)、时间分辨光致发光光谱(TRPL)、荧光光谱(PL)、BET比表面积、光生电流(Photocurrent)和电化学阻抗谱(EIS)等对材料进行表征和测试。这种复合光催化剂光生电子-空穴对的复合率低，且能对吸收的可见光进行有效的利用，而导致优异的光催化性能。
本文致力于通过对高效复合光催化剂的开发来实现水环境中污染物的有效去除。Z型异质结的构建可以提高光生载流子的分离效率﹑提高活性基团的氧化还原能力﹑促进光吸收性能，进而提高复合光催化剂的可见光催化活性。主要研究内容与结论如下：
(1)以氧化石墨烯溶液作为还原氧化石墨烯的前驱体和晶面调控剂，通过一步溶剂热法制备了具有可协调暴露BiOBr(102)晶面的Z型rGO/Bi2S3-BiOBr异质结。氧化石墨烯的含量对于BiOBr(102)晶面的暴露具有明显的影响，BiOBr(102)晶面的暴露和Z型电荷转移机制在提高rGO/Bi2S3-BiOBr异质结的氧化还原能力方面发挥协同作用。暴露(102)晶面的Z型rGO/Bi2S3-BiOBr异质结，由于电子和活性氧的高效产生，在光催化降解邻硝基苯酚(2NP)和光催化还原六价铬(Cr(Ⅵ))过程中表现出良好的光催化性能。在单独的2NP体系中，光催化降解效率为92％；单独的Cr(Ⅵ)体系中，光催化还原效率为95％；而2NP-Cr(Ⅵ)的混合体系中，2NP的降解效率和Cr(Ⅵ)的还原效率分别达到67％和95％。此外，在经历过五次循环利用以后，1％rGO/Bi2S3-BiOBr光催化剂仍表现出较高的可重复利用性和稳定性。
(2)以五水合硝酸铋(Bi(NO3)3?5H2O)﹑钨酸钠(Na2WO4?2H2O)﹑四水合氯化铟(InCl3?4H2O)﹑二水合醋酸锌(C4H6O4Zn?2H2O)和硫代乙酰胺(CH3CSNH2)分别作为铋源﹑钨源﹑铟源﹑锌源和硫源，采用水热法分别制备出纳米花状的Bi2WO6和纳米花球状的ZnIn2S4，再以ZnIn2S4为底物，结合水热和原位生长法，在其花球表面进行Bi2WO6的生长，通过对Bi2WO6含量的优化，合成出不同比例的Z型ZnIn2S4/Bi2WO6异质结。该异质结材料对头孢曲松钠和Cr(Ⅵ)的光催化效率分别高达94％和99％。并通过一系列的表征分析方法，如：X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射(UV-ⅥsDRS)、时间分辨光致发光光谱(TRPL)、荧光光谱(PL)、BET比表面积、光生电流(Photocurrent)和电化学阻抗谱(EIS)等对材料进行表征和测试。这种复合光催化剂光生电子-空穴对的复合率低，且能对吸收的可见光进行有效的利用，而导致优异的光催化性能。