作为一种典型的药物及个人护理品（Pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）类物质,卡马西平（Carbamazepine,CBZ）因具有难生物降解和化学性质稳定的特点,常规生物处理工艺对CBZ的处理效果差,经常在不同水体中检出,尽管它的浓度很低,但是它所具有的生物毒性必然会对环境中的水生生物和人类健康造成潜在的危害,因此需要开发新的高级氧化技术以实现对CBZ高效去除。近年来,半导体光电催化技术因其反应条件温和、氧化能力强、应用广泛、不产生二次污染等特点而备受研究者的关注。本文将研究不同阴极耦合Ti O2/C3N4/CQDs薄膜光阳极构成的光电催化系统对CBZ的降解研究。首先,探究类芬顿空气扩散阴极的制备,包括碳基材料的选取以及碳基材料与三元金属催化剂的比例选取,然后将金属催化剂与碳基材料（1:2）的类芬顿空气扩散阴极（GF）与TCNC薄膜光阳极耦合构成TCNC-GF光电催化系统。通过将该系统与不同系统比较确定该系统对CBZ的降解具有强化作用,并通过能耗计算公式计算求得能耗为0.69 k Wh/m~3。紧接着探究了外加电流大小、CBZ初始浓度大小、电解质类型及浓度大小、光照强度和外加腐殖酸等因素对TCNC-GF光电催化系统的影响,结果表明外加电流为3 m A,CBZ初始浓度为1 ppm,电解质为50 m M PBS（p H=7）,光照强度为80 m W/cm~2的条件下对CBZ光电催化降解效果最佳,此时降解效果为95.1%;并发现外加大分子有机质腐殖酸的增加会与CBZ竞争活性氧化物,抑制CBZ的降解。随后对TCNC-GF光电催化系统进行瞬态光电流响应、线性伏安和电化学阻抗的光电化学分析,确定TCNC-GF光电催化系统在光照后有较好的电荷转移,但是通过与TCNC-PG的对比知道三元金属催化剂的添加对整个系统的电荷转移内阻改变不大。然后通过淬灭实验和EPR测试,确定TCNC-GF光电催化系统降解CBZ起主要作用的是O2·-和·OH,贡献率分别为36.4%和25.4%,空穴的贡献率不大,仅有6.2%。最后结合中间代谢产物分析提出CBZ的可能降解路径。其次在TCNC-GF光电催化系统的基础上提出构造不加电自驱动光电催化反应器。第一步提出通过比较不同阴极耦合TCNC阳极构建自驱动光电催化系统、不同系统（直接光解、光催化和静态吸附）和循环实验确定TCNC-CZP自驱动光电催化系统研究的可行性以及阴阳极形成自偏压后所起的作用,300 min时CBZ的降解率达到75.3%,实现了低能耗降解CBZ的目标。第二步探究了外加电流大小、CBZ初始浓度大小、电解质类型及浓度大小、光照强度和外加腐殖酸等因素对TCNC-CZP自驱动光电催化系统的影响,确定最佳反应条件:CBZ的初始浓度为1 ppm,电解质浓度为50 m M PBS（p H=7）,光照强度为80 m W/cm~2,此时CBZ的降解率达到75.3%;并且知道低浓度的HA与CBZ竞争活性氧化物抑制CBZ的降解,而高浓度的HA则会加强光电催化体系的电荷转移,从而使得CBZ的降解开始加快。第三步通过瞬态光电流响应、线性伏安和电化学阻抗的光电化学分析可知TCNC-CZP比起TCNC-Pt有着更高的电荷转移效率和催化反应速率。第四步通过淬灭实验、EPR和代谢产物分析确定TCNC-CZP自驱动光电催化系统降解CBZ起主要作用的是O2·-和·OH,贡献率分别为39.3%和40.3%,而空穴所发挥的作用不大,仅有大约8%,最后一步根据中间代谢产物的检出,提出CBZ的可能降解路径。综上所述,这两种不同阴极耦合而成的光电催化系统对低耗高效降解水中的CBZ均具有一定的应用潜力。