随着社会的发展与民众环保意识的提高,人们逐渐意识到当前紧张的能源短缺及环境污染问题。光催化技术(Photocatalysis technology)是一项环境友好型的技术,能够将来源丰富的天然太阳能资源转化为供生产、生活的化学能,用以促进裂解水产氢、降解有机污染物、催化合成有机化学品等过程,在有效解决当前紧张的能源短缺及严峻的环境污染上占有举足轻重的地位。人们致力于开发高效、清洁的光催化材料,因此各种类型的光催化材料进入人们的视野。在种类繁多的光催化材料体系中,有机-无机复合物是能够集有机组分、无机组分及其界面间作用于一体的一类材料,由于其独特的结构组分、出色的光催化性能,被普遍认为是一类具有潜在应用价值的光催化材料,成为人们的关注焦点及研究关键。越来越多的有机-无机复合材料被开发与探究,促进了光催化技术的发展。正是由于有机组分具有良好的可设计性,可以通过官能团的取代等手段来改变材料的特性及功能,然后与无机组分相复合,较容易获得迎合人们实际需求的目标材料。有机-无机复合材料能够发挥单一组分的协同作用或互补效果,使其往往具有单一有机组分、单一无机组分无法比拟的优异性质,因此探究有机-无机复合材料在光催化领域的应用是相当重要的。而作为一种特殊的有机-无机复合多孔材料,金属有机骨架材料(MOFs)也是引起了人们的密切关注与科研热潮。MOFs材料是以无机金属离子为连接点、以有机配体为连接体的相互交替连接的周期性框架材料,由无机组分与有机组分通过“自组装”配位形成。随着人们对MOFs的深入探究,发现MOFs往往具有单一组分所没有的性质及功能,如较大的比表面积、有序的孔道结构、可设计性的结构等等,并且MOFs材料作为光催化剂时能够集光敏剂、催化中心、骨架结构于一体,在光催化领域有着高效的性能。目前对于主族金属离子构建MOFs的研究还比较少,因此探究新型MOFs光催化材料存在异常关键的研究价值。在光催化领域,有机-无机复合材料由于其优异的特性及高效的光催化活性而受到人们的高度青睐。在本论文中,我们对三种有机-无机复合材料进行了深入的研究,主要研究内容及重要结论如下:在第一章中,我们首先对半导体材料进行光催化反应的基本原理、目前存在的问题、材料的类型进行了简要归纳。随后,阐述了有机-无机复合材料的组成、界而作用、合成方法,分析了其在光催化领域的应用优势,概述了几种有机-无机复合光催化材料的应用。然后,对于一种特殊的有机-无机复合多孔材料即金属有机骨架材料(MOFs)进行了简要的概述,包括MOFs的基本组分、制备方法、几种有效的应用于光催化领域的MOFs材料等等。最后,归纳了本论文的选题意义和研究内容。在第二章中,探究了铜离子修饰石墨相氮化碳(C3N4)复合材料的合成及光催化制氢活性、机理。利用简单的超声负载法制备了Cu-C3N4材料的粉末样品,进行了XRD、SEM等基本测试,表明了样品具有较高的纯度以及保留了C3N4材料的层状结构。通过光催化测试,Cu-C3N4展现出比C3N4高效的制氢能力。为了进一步验证铜离子修饰C3N4的作用及不同的金属络合位点对材料制氢活性的影响,又对羟基化C3N4材料进行了铜离子修饰得到Cu-OH-C3N4粉末,实验进一步验证了铜离子修饰促进羟基化C3N4光催化制氢的结论。然后对C3N4、Cu-C3N4、OH-C3N4、Cu-OH-C3N4进行了DRS、PL测试,研究其光物理性质。最后,基于各项表征数据分析,在Cu-C3N4中Cu与N配位,在Cu-OH-C3N4中Cu与O配位,我们提出了一种可能存在于Cu-C3N4、Cu-OH-C3N4材料中的光催化制氢机理,铜位点的存在可以促进光生载流子的迁移与分离,因而提升材料进行光催化产氢的能力。在第三章中,研究了Keggin型磷钨酸(HPW)修饰中-四(4-羧基苯基)卟吩(TCPP)复合材料的制备、光电响应测试、光催化降解RhB及降解反应中的活性氧物种。利用简单的室温机械搅拌合成了HPW-TCPP,对其进行了XRD、FT-IR、DRS等基本的测试,我们认为HPW与TCPP分子间存在着较强的电子耦合作用,得到的HPW-TCPP复合材料既保留了 TCPP的结构也保留了HPW的结构。通过光电测试得出结论,与TCPP相比,HPW-TCPP具有更高的光电流响应能力,这两种样品都保持优良的稳定性。通过光催化降解RhB实验,证明了在适量30%H2O2溶液的条件下HPW-TCPP具有更高效的降解能力。最后对RhB降解反应中的活性氧物种进行了探究,实验表明以HPW-TCPP为光催化剂时存在·OH、·O2-,而·O2-为主要的活性氧物种。对于探索卟啉类有机-无机复合光催化剂有重要的作用。在第四章中,报道了一种特殊的有机/无机复合多孔材料-新型铋基MOFs材料Bi-BFDC-NH2的制备、表征及CO2吸附。首先,根据文献通过水热的方式制得一种以吡啶-3,5-二羧酸(3,5-H2PYDC)为配体的MOFs材料Bi-PYDC,然后利用Bi-PYDC的离子交换性质,以Bi-PYDC为前驱体,以2-氨基对苯二甲酸(BDC-NH2)为有机桥连配体,通过溶剂热的方法制备MOFs材料Bi-BDC-NH2。我们对Bi-BDC-NH2结构进行了详细的阐述,并通过BET、TG/DTA等测试其比表面积与热稳定性。最后我们对其进行CO2吸附活性测试,Bi-BDC-NH2具有比Bi-PYDC更高的CO2吸附能力,并解释了一种可能的原因,即Bi-BDC-NH2的有机配体为BDC-NH2,由于-NH2存在的原因,可以作为碱性位点更好地吸附酸性分子CO2。在第五章中,为本论文的总结与展望。我们主要是对本论文中提及的工作及得出的结论做出了总结,并且列出了本论文的创新点,当然我们也认识到了尚存的不足之处,最后对将来的进一步探究进行了展望。总的来说,本论文中以结合无机组分和有机组分为主要研究内容,研究了有机-无机复合材料的制备、表征、光催化活性,对加快光催化技术的发展产生重要的影响。