随着我国工业高速发展,对能源需求不断提升,同时诞生了诸多环境污染问题。传统能源大量使用产生大量二氧化碳导致全球变暖,向太阳能、氢能等新能源转型迫在眉睫。环境污染问题中,工业废水污染是主要问题之一。半导体光催化技术能高效利用太阳能处理工业废水中的有机污染物、重金属等,表现出良好的应用前景。钢铁生产行业也是废水及CO2排放大户。因此,半导体光催化技术在解决冶金行业存在的废水、CO2排放等问题也具有较好的应用潜力。β-In2S3具有合适的带隙、独特的晶体结构和优异的光电性能,受到半导体光催化领域的广泛关注,然而其仍存在光腐蚀、稳定性差和量子效率低等问题。Ca作为一种廉价的碱土金属,广泛用作半导体的掺杂剂,可以缩小光催化剂带隙、提高稳定性和降低界面电阻等。因此,本论文开展了Ca掺杂β-In2S3光催化剂的制备及性能研究。首先,采用水热法制备了系列Ca掺杂β-In2S3光催化剂,研究了制备条件、Ca掺杂量及表面活性剂对β-In2S3光催化降解甲基橙（MO）的影响。然后,查明了不同条件的Ca掺杂β-In2S3的晶体结构、微观形貌和光电化学特性等,提出了其促进光催化降解MO的机理。最后,初步评估了Ca掺杂β-In2S3对苯酚降解、重金属Cr（VI）与CO2的还原及光催化制氢的能力。主要的研究结果如下:（1）制备的Ca掺杂β-In2S3光催化剂中Ca成功进入了β-In2S3晶格中。当反应温度从80℃上升到200℃时,其降解率先升高后降低;保温时间从4 h增加到16 h时,降解率也出现先升高后降低的趋势。确定了水热法的最佳制备条件为:反应温度160℃,保温时间为8 h。随着Ca掺杂量的增加,Ca掺杂β-In2S3的带隙先变窄后变宽。Ca掺杂导致In2S3具有更窄的带隙和更低的导带（CB）位置,更多的光生载流子和·O2-被激发,在Ca掺杂量为5.8%时的Ca0.8-β-In2S3光催化降解MO效率达到最高,在可见光照射30分钟的时候,可实现对MO的降解率达到98.38%,并确定了降解MO的主要活性物质排序为:h+＞·O2-＞·OH。（2）揭示了Ca掺杂β-In2S3促进光降解MO的机理:适量的Ca2+被掺入β-In2S3晶格,导致其片状结构充分生长且堆积松散,为光催化降解MO提供了更多的活性位点。当可见光照射到Ca0.8-β-In2S3的表面时,Ca掺杂导致β-In2S3的带隙变窄,使其吸收可见光能力变强,提升了光生电子-空穴对分离效率,进而产生更多的h+和·O2-将MO降解为H2O、CO2等,以此提升了对MO的光催化降解性能。（3）加入CTAB的Ca掺杂β-In2S3的光降解MO略有下降,而SDS的加入使其光降解MO的效率轻微提升,CHSB和PVP的加入对其光降解效率的提升较为明显,尤其是PVP。PVP的加入使Ca0.8-β-In2S3-PVP光催化剂片状结构生长更丰富,比表面积更大,拥有更多的活性位点,导致其光催化降解性能最好,并随着PVP用量增加,降解效率逐渐增大,当继续增大至0.033 g时,降解效率不再明显提升。通过分析最佳条件制备的Ca掺杂β-In2S3降解苯酚、还原Cr（VI）和CO2及制氢性能,发现与纯β-In2S3相比都有较大提升,尤其在降解苯酚和制氢领域具有较大优势。