影响半导体光催化剂反应活性的主要因素是表面原子结构。表面原子结构决定了反应物分子的吸附、光生电子的表面迁移及产物的脱附等,而表面原子的排列和配位又随着晶面的不同取向而有所不同,高反应活性晶面的暴露度越大,越有利于光催化反应的进行,这预示着具有特殊晶面暴露的光催化剂可成为一类理想的半导体光催化剂。因此,开发具有高能面的光催化剂成为近年来的研究热点,但是该类催化剂的开发只是增加了反应的活性位点,加强了催化剂和反应物之间的相互作用,并未有效地抑制光生电子空穴的复合。从半导体光催化理论出发,选择沉积助催化剂如Pt、Au、Ag等到催化剂的高能面上,利用晶面-助催化剂的协同效应,有望提高光生电子和空穴的分离效率,从而增强半导体光催化剂的性能。基于此,本文采用软化学法成功制备了暴露(001)晶面的Bi2WO6、BiOBr和W03纳米片,并将助催化剂Au、Ag和Pt分别负载于纳米片表面,构建具有晶面和助催化剂协同作用的光催化体系。运用X射线粉末衍射、紫外可见漫反射光谱、电化学、扫描电镜和透射电镜等测试手段对催化剂的晶相结构、光电特性和形貌进行了详细的表征,以选择性氧化苯甲醇和降解染料为探针,评价光催化剂的性能。得到如下结论:(1)采用光沉积的方法首次成功构建Pt和Au分别修饰的具有(001)晶面的BiOBr光催化剂;其选择性氧化苯甲醇转化率高于BiOBr,主要归因于Pt、Au修饰后,形成晶面-助催化剂的协同体系,提高了晶面光生电子空穴的分离效率。控制实验表明,·O2-和空穴是光催化选择性氧化苯甲醇的活性物种。(2)首次成功制备出Pt负载的暴露(001)晶面的Bi2WO6催化剂,展示出更高的苯甲醇转化率和染料降解活性,说明助催化剂Pt的修饰有效地提高了晶面光生电子空穴对的分离和迁移效率。(3)首次成功将助催化剂Pt、Au、Ag分别修饰于暴露(001)晶面的WO3,以此构建Pt、Au、Ag分别与晶面形成协同作用的催化体系,提高了其降解有机染料的活性,其中以Pt修饰的催化剂性能最佳。本文的创新点如下:首次将Pt、Au等助催化剂修饰在暴露(001)晶面的Bi2WO6,BiOBr和WO3催化剂表面,成功构建具有晶面-助催化剂协同作用的催化体系,将其应用于选择性氧化苯甲醇和光催化降解有机污染物的反应中,表现出良好的活性及稳定性,并提出了可能的反应机理。