以TiO₂为代表的半导体光催化氧化技术因在环境污染治理等领域具有广阔的应用前景而倍受关注。但是,过程的低量子效率低（～4 %）和催化剂的窄光响应范围,严重制约着这一技术的大规模应用,这使光催化科学面临可持续发展的窘境。提高光催化效率、揭示光催化过程的本质,成为当前光催化科学需要解决焦点和核心问题。探索研究改善光催化效率的新途径和作用机制,对光催化学科学具有重大的理论和实际意义。本论文通过溶胶-凝胶法和高温固相合成法制备出TiO₂和La/NaTaO₃,再采用浸渍法得到Pt负载的TiO₂ （ Pt/TiO₂）和NiO修饰的La/NaTaO₃ （NiO/La/NaTaO₃）,然后经简单研磨将两者机械混合制得Pt/TiO₂和NiO/La/NaTaO₃复合光催化剂。以254 nm UV灯为光源,评价和比较了复合光催化剂与单独组分光催化剂对水溶液中水杨酸光催化降解性能;考察了复合配比、反应物浓度、催化剂用量等对光催化降解率和矿化率的影响;通过荧光分子探针技术和气相色谱-质谱联用技术表征表面活性氧物种的生成和光催化氧化降解污染物的中间产物分布情况。探讨了复合催化剂上水杨酸的光催化降解机理。研究得到以下主要结果和结论:（1）在254 nm光激发下,Pt/TiO₂和NiO/La/NaTaO₃组成的复合系统对水杨酸表现出比单组分体系更高的光催化降解效率。当复合20 wt%的NiO/La/NaTaO₃时,Pt/TiO₂对水杨酸的光催化降解率从81.9%提高到91.6%（210min反应）,矿化率从66.2%提高到80.7% （240 min反应）。复合NiO/La/NaTaO₃后,Pt/TiO₂光催化活性稳定性也明显提高,经过6次的重复使用,体系依然保持高活性。（2）复合催化剂中两个组分的质量比例有一个最佳值,当NiO/La/NaTaO₃含量为20%时光催化活性最高,而且有机污染物的初始浓度越高优势越明显。（3） NiO/La/NaTaO₃可以增强Pt/TiO₂上表面活性物种—羟基自由基的生成,其生成速率增加近1倍。在降解水杨酸过程中,NiO/La/NaTaO₃和Pt/TiO₂复合催化剂上氢气的生成量与NiO/La/NaTaO₃和TiO₂复合催化剂相比明显减少。由此,提出了复合样品上水杨酸的光催化初级过程的机理,认为催化剂表面存在原位氢和表面吸附氧之间耦合,使的羟基自由基的变得容易。（4）检测到2,3-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、邻苯二酚和一些小分子有机酸等是水杨酸光催化降解的中间产物。据此,提出了水杨酸在复合催化剂上光催化降解的可能机理。论文的主要创新点:通过NiO/La/NaTaO₃与Pt/TiO₂的简单复合获得了对水杨酸具有高光催化降解活性的催化剂;重要的是,证实活性提高是由于NiO/La/NaTaO₃上光解水所产生的氢与Pt/TiO₂上吸附的氧的协同提高了活性羟基自由基的生成。该研究为开发高效光催化系统提供了一条全新的思路,为理解在水溶液中固体催化剂上有机物光催化作用机制提出了一个新的见解。