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二氧化钛(TiO2)具有无毒、廉价、易合成、化学稳定性好、光氧化能力强等优点,是目前研究最广泛的制氢和降解污染物的光催化材料。然而,TiO2存在禁带过宽(3.2 eV),仅对紫外光有响应和光生载流子快速复合等问题,这些限制了其在光催化领域的进一步发展。为了改善TiO2的光催化活性,本论文采用水热或溶剂热法将TiO2与碳点(CDs),还原氧化石墨烯(rGO),金属卤化物钙钛矿(MHPs)和二维金属有机骨架(MOFs)材料进行多元杂化构筑了系列纳米复合光催化剂。通过多元杂化策略提高了TiO2光催化剂的光催化活性和可见光吸收能力,并产生显著的协同催化效应。本论文对复合光催化剂的结构,组成和光电性能等进行了详细的表征,并系统研究了其对可见光催化降解有机污染物、抗菌和还原有毒重金属Cr(VI)的性能和光催化机理。本论文主要包括以下内容:(1)通过一步水热法制备了多核@壳簇状碳点(CDs)/rGO/纳米TiO2(P25)三元纳米复合光催化剂,并对其形貌、化学组成、光吸收性质、能带结构和光电化学性质等进行了系统表征。重点探究了CDs和rGO的含量对所构筑的CDs/rGO/P25三元复合材料光催化性能的影响。当CDs和rGO的含量是2 wt.%和0.5wt.%时,CDs/rGO/P25复合材料在可见光照射下对有机染料的光催化降解和光催化抗菌性能最佳,其光催化降解罗丹明B(RhB)的速率常数分别是P25、0.5%rGO/P25和2%CDs/P25复合材料的29,2.8和1.3倍。研究结果表明:所构筑的三元杂化材料CDs/rGO/P25展现出的杰出光催化性能主要归因于多核@壳簇状碳点较宽的可见光吸收和强的配位能力以及rGO独特的光学性质和快速的载流子迁移率。P25经CDs和rGO改性后,有效提高了光生载流子的高效分离,抑制了电荷重组。(2)发展了一种原位水触发转化策略构筑了Cs4PbBr6/CsPbBr3@TiO2三元纳米复合光催化剂。本研究采用溶剂热法在Cs4PbBr6纳米晶表面原位包覆TiO2的过程中,通过调节体系中水的浓度可以控制Cs4PbBr6@TiO2界面处生成的CsPbBr3中间相的含量。该生成的CsPbBr3界面相既能提高复合材料的可见光吸收能力,又能促进光生电子-空穴对的有效分离和转移。本研究制备了一系列的CsPbBr3@TiO2和Cs4PbBr6/CsPbBr3@TiO2三元纳米复合材料,并探索了温度、各组分比例、水含量对所制备样品的光催化活性的影响。在最佳反应条件下,Cs4PbBr6/CsPbBr3@TiO2三元复合光催化剂对水体系中RhB和四环素(TC)表现出优异的可见光光催化降解活性。通过一系列表征手段揭示了三元复合材料的可能光催化机理,并且探索了光催化降解TC的反应中产生的中间体结构。该工作证明了CsPbBr3界面相对TiO2光催化性能的调控作用,并拓展了Cs4PbBr6钙钛矿相在光催化领域的应用。(3)通过溶剂热法将TiO2原位负载在不同金属(M:Cu,Zn,Co,Mn)配位的二维卟啉基MOFs(2D M-TCPP MOFs)表面,构筑了一系列2D M-TCPP MOFs/TiO2纳米复合光催化剂材料。本论文详细研究了不同配位金属对光催化降解RhB的影响,其中2D Cu-TCPP MOFs/TiO2纳米复合材料展示出最好的光催化活性。这主要归因于具有丰富官能团的2D Cu-TCPP MOFs纳米片表面可提供足够多的活性位点,并能够显著改善纳米TiO2的分散性,同时其高的吸光系数可以增强TiO2对可见光的吸收能力。并且2D Cu-TCPP MOFs与TiO2复合构成了II型异质结构,有效地提高了光生载流子的分离和转移。此外,本论文还系统研究了不同p H值以及不同浓度牺牲剂对2D Cu-TCPP MOFs/TiO2光催化还原Cr(VI)的影响,同样证明了其优异的光催化性能。