随着社会经济的蓬勃发展与迅速的工业化发展,大量使用化石燃料所造成的能源短缺和严重的环境污染已成为人类必须面对的两大问题。近来年,半导体光催化和超声催化被证实是有效降解有机污染物的绿色技术。然而,传统单相半导体光催化剂存在着太阳能利用率低、快速的光生电子-空穴复合和较差的复用性等缺陷;且超声催化过程中也存在着能量消耗巨大,自由基产量少,单一催化剂效率过低等缺点仍然阻碍着它们的实际应用。除此之外,实际材料光催化性能研究过程中存在周期长、成本高和偶然性大等不足,已不能满足现代材料研发的需求,人工神经网络具有自学习以及高速寻找优化解等优点,可以克服光催化性能研究中存在的问题,因此,研究开发新型光催化材料、声催化材料及催化剂改性方式去提升它们催化效率与构建相应的智能预测算法具有重要意义。本研究工作以Co WO4和Cu WO4两种不同钨酸盐,及非金属半导体光催化剂石墨相氮化碳（g-C3N4）作为研究对象,不仅研究了Co WO4/g-C3N4异质结材料的合成及其不同质量比的光催化、声催化活性,还探究了聚丙烯酰胺凝胶法合成的Cu WO4光致发光性能。另外,基于实验数据,建立人工神经网络模型（Artifical Neural Network,ANN）,采用遗传算法（Genetic Algorithm,GA）优化实验操作参数,实现Co WO4/g-C3N4声、光催化性能的预测,并筛选出最佳的实验条件和催化效果。具体研究内容如下:（1）通过聚丙烯酰胺凝胶法并结合一种简便超声辅助制备了Co WO4/g-C3N4异质结。光催化实验表明,在光催化反应时间100 min后,质量比为1:2的Co WO4/g-C3N4异质结光催化降解亚甲基蓝（MB）的降解率可达94.5%。光催化效率分别是纯Co WO4和g-C3N4的7.8倍和1.5倍。Co WO4与g-C3N4的协同作用是光催化活性增强的主要原因。活性物质捕获实验证实,羟基自由基（·OH）是降解MB过程中的主要活性种,并提出了一种可能的Co WO4/g-C3N4异质结光催化机理。ANN-GA结果显示光催化降解率的预测值与真实值基本吻合,经GA算法优化得到的最佳实验参数（催化剂浓度1.0000 g/L、染料浓度10.0000 mg/L、光照时间95.3984 min、催化剂种类1:2Co WO4/g-C3N4、染料种类MB）和光催化降解率为95.93%,这与实际光催化结果一致,说明该模型具有较好的预测能力。（2）用改性聚丙烯酰胺凝胶法结合研磨超声法制备了具有高效超声催化活性的Co WO4/g-C3N4复合材料。通过对罗丹明B（Rh B）的降解程度评价了制备的复合材料的声催化活性。超声辐射（180 W,40 k Hz）作用180 min时,1 g/L Co WO4/g-C3N4（7wt%）复合材料和10 mg/L Rh B溶液的超声催化降解效率达到84.8%。Co WO4/g-C3N4（7wt%）超声催化剂对Rh B的降解效率是纯Co WO4的6.6倍。活性物质捕获实验表明,声催化降解Rh B的主要原因是产生超氧自由基。基于声催化实验提出了一种可能的声降解机理。通过ANN-GA分析发现Co WO4/g-C3N4声催化降解率预测模型性能良好,声催化降解率误差基本都在-3%至4%之间,寻优得到的最佳实验参数（催化剂浓度1.0000 g/L、染料浓度10.0000 mg/L、超声时间189.1675 min、催化剂种类Co WO4/g-C3N4-7 wt%）和声催化降解率（87.75%）,该结果与实际的声催化活性分析结果类似。（3）以CuSO4·5H2O和H2WO4为金属源,采用聚丙烯酰胺凝胶法制备Cu WO4荧光材料。通过多种表征手段如X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱证实了900°C煅烧干凝胶得到了具有三斜晶结构的纯相Cu WO4。透射电镜结果表明,Cu WO4具有较高的结晶度。紫外-可见吸收光谱表明,样品在近红外区域具有显著的光吸收。光致发光光谱表明,Cu WO4在583 nm处有一个发射峰,激发波长为430 nm。对照其国际照明委员会（CIE）示意图,显示纯Cu WO4荧光粉的CIE颜色坐标（x,y）为（0.5191,0.4800）,表明Cu WO4荧光粉在黄光发光器件中具有很大的潜力。