近年来,室内空气质量已经逐渐成为影响人体健康的一个关键因素。室内空气污染物中最常见且危害最大的莫过于甲醛,其已经被世界卫生组织确定为一类致癌物。除此之外,随着煤炭、石油、天然气等传统不可再生能源的过度开采,能源危机也成了备受人们关注的问题。光催化技术是一种有着广阔前景的绿色技术,在环境和能源领域有着广泛的应用。钛酸锶（SrTiO₃）作为一种典型的钙钛矿型氧化物,因其独特的光电性质和高效的光催化活性,已经成为了一种有潜力的高效光催化剂。而半导体纳米材料暴露的晶面是影响其光催化活性的一个重要因素。因此,本研究采用水热法制备出了三种暴露不同晶面的SrTiO₃纳米催化剂,研究了其对HCHO的光催化氧化性能以及光催化产氢性能,并通过对三种SrTiO₃纳米催化剂进行负载石墨烯改性进一步提升了它们的光催化产氢活性。本研究的主要内容如下:（1）采用简单快速的水热法成功合成了三种暴露不同晶面的SrTiO₃纳米催化剂。表征分析表明,SrTiO₃-001纳米催化剂的形貌为立方体结构,仅暴露6个{001}晶面;SrTiO₃-110-1和SrTiO₃-110-2纳米催化剂的形貌均为十八面体结构,暴露6个{001}晶面和12个{110}晶面,但SrTiO₃-110-2纳米催化剂暴露{001}晶面的比例更小,暴露{110}晶面的比例更大。此外,三种SrTiO₃纳米催化剂的价带位置相同,而SrTiO₃-110-1和SrTiO₃-110-2纳米催化剂具有相同的导带位置,且均比SrTiO₃-001纳米催化剂的导带位置更高。（2）SrTiO₃纳米催化剂光催化氧化HCHO的反应遵循准一级反应动力学。SrTiO₃-110-2纳米催化剂氧化降解HCHO的反应速率分别是SrTiO₃-110-1和SrTiO₃-001纳米催化剂的4.1倍和6.8倍,并且该催化剂经过5次循环实验后,HCHO的去除率和CO₂的产率并没有出现任何的下降趋势,光催化氧化性能稳定,循环利用性良好。捕获实验和EPR测试分析结果证明,SrTiO₃纳米催化剂暴露的{110}晶面能够有效地活化O₂分子与电子结合生成O₂^·-,而暴露的{001}晶面则不行。这主要是由于与SrTiO₃-001纳米催化剂相比,SrTiO₃-110纳米催化剂具有相对更高的导带位置,且对O₂分子具有更低的表面吸附能、更强的电荷分离能力以及在被吸附的O₂分子上具有更加优越的电荷积聚能力。（3）采用一步水热法成功制备了低负载量的RGO/SrTiO₃复合纳米催化剂。表征分析表明,石墨烯与SrTiO₃之间发生了复合,并且RGO/SrTiO₃复合纳米催化剂中SrTiO₃纳米微粒都均匀地分散在单层石墨烯纳米片表面。实验结果表明,SrTiO₃纳米催化剂中SrTiO₃-110-2样品的产氢效果最佳,负载石墨烯改性后的RGO/SrTiO₃复合纳米催化剂的产氢性能相对于SrTiO₃纳米催化剂均有明显地提升,其中产氢速率最快的是1wt.%RGO/SrTiO₃-110-2样品。该样品经过3次循环实验后依然具有良好的光催化产氢性能。（4）贵金属助剂Pt纳米粒子在产氢反应中可以充当电子储存器和产氢的反应活性位点,其和石墨烯纳米片的协同作用能够抑制光生电子-空穴对的复合,降低电子-空穴的复合率,进而增强RGO/SrTiO₃复合样品的光催化产氢活性。由于具有最强电子-空穴分离能力,1wt.%RGO/SrTiO₃-110-2复合纳米催化剂展现出最佳的光催化产氢性能。本研究通过晶面控制合成的暴露{110}晶面的SrTiO₃纳米催化剂具有高效的光催化降解有机污染物和产氢的性能,对设计其他体系的高效光催化剂具有重要的参考价值。