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半导体材料以其独特的光、磁、电等特性,在化工、环境、医药、电子等领域得到广泛的应用,成为了目前最热门的研究材料之一。在众多半导体材料当中,TiO2、CdS、CdSe、CoFe2O4、ZnFe2O4等作为最常用的光催化剂,在光催化降解处理有机污染物残留废水方面有着独特的优势。但普通光催化材料二次利用率低、光催化活性不高、无选择性等问题严重制约了其发展潜力和应用空间,为了克服上述问题,磁性材料与光催化材料的结合,印迹技术与光催化技术的结合成为了必然。综上所述,本文主要利用负载、复合、掺杂及表面改性等诸多手段对不同半导体材料进行修饰来制备具有光催化性能高及稳定性好的复合光催化剂,将其应用于环境中抗生素残留有机污染物的光催化降解,实现环境中抗生素残留有机污染物高效去除。本工作主要包含以下三个方面的内容：1.二氧化钛基复合光催化剂的设计及光解性能研究(1)采用溶胶-凝胶法、水热法和浸渍法成功地制备了壳聚糖-杂多酸/TiO2纳米复合光催化剂。通过一系列的表征可以得出,杂多酸在与壳聚糖形成导电聚合物时,并没有破坏其keggin结构,同时壳聚糖的主链结构也得以完整保留。从活性测试中还可以看出,壳聚糖、杂多酸的用量、种类都是影响光催化活性的因素。其中,PMA-CS/TiO2是本实验中光催化活性最好的样品,以其来光催化降解盐酸四环素的降解率可以达到83%。从杂多酸的酸性中可知磷钨酸的酸性最好,但本实验中复合光催化剂的酸性不是影响光催化活性的关键因素。(2)以OPD和MPD为导电聚合物,合成了单体不同比例的Fe3+@POPD-PMPD/TiO2/HNTs复合光催化剂。通过电感耦合离子体发射光谱,分析了所制备复合光催化剂的离子负载及离子的流失情况。光催化降解实验表明,在pH为3的条件下,OPD和MPD比为4：1或5：1,Fe3+浓度为0.01 g时合成的Fe3+@POPD-PMPD/TiO2/HNTs复合光催化剂的光催化活性最好,以其来光催化降解40 mg L-1的四环素的降解率可以达到75.96%。2.镉基高效光催化剂的合成及光催化活性研究(1)在碱性条件下,利用水热法成功制备了金属离子掺杂CdSe量子点光催化剂。Co离子掺杂CdSe量子点光催化剂在可见光照射下对盐酸四环素表现出优越的光催化活性。并且在阳离子表面活性剂存在条件下,Co离子掺杂CdSe量子点光催化剂的光降解效率更为突出,光降解率达到85.47%。此外,经过多次循环实验,Co离子掺杂CdSe量子点光催化剂效率几乎保持不变,证明其具有很好的稳定性。(2)通过化学沉积法成功地制备新型CdS/MFACs复合光催化剂并对其进行SEM、XRD、Raman、UV-vis DRS、VSM、TG等表征分析和光催化活性测试。结果表明,CdS纳米粒子可较好的负载在MFACs的表面上,且新型CdS/MFACs复合光催化剂可以通过外部磁场快速分离,新型CdS/MFACs复合光催化剂在可见光照射下有较强的吸收性能和较高的光催化活性(76.3%)。此外,自由基考察实验表明,甲磺酸达诺沙星的光降解和矿化主要与·02-和光生空穴相关。3.铁酸盐系复合光催化材料的构筑及光催化行为研究(1)通过溶剂热法与溶胶-凝胶方法制备了ZnO/ZnFe2O4复合光催化剂,然后以此来光催化降解环丙沙星溶液。实验表明,ZnO/ZnFe2O4复合光催化剂具有很高的光催化活性,其光降解率可以达到70.86%。此外,通过考察不同外源阳离子、不同外源阴离子和不同pH值对ZnO/ZnFe2O4复合光催化剂的光催化活性的影响,我们发现阳离子、阴离子和pH值对整个系统有很大的影响,其中Mg2+有助于ZnO/ZnFe2O4复合光催化剂光催化活性的提高,光降解率可达93.34%；pH值为7时,ZnO/ZnFe2O4复合光催化剂的光降解效率达到最佳,降解率可以达到95.73%。(2)以玉米芯碳化的碳材料(C)为载体,再在其上负载或包覆纳米磁性材料铁酸钴CoFe2O4来制备CoFe2O4/C,再以CoFe2O4/C为基体材料,利用分子印迹技术制备出新型磁性导电印迹CoFe2O4/C复合光催化剂。实验表明,不同导电高分子功能单体Ag@PANI的用量,不同模板分子(四环素)的用量和不同的聚合时间对新型磁性导电印迹CoFe2O4/C复合光催化剂的光催化活性有较大的影响。当Ag@PANI的用量为0.01g,四环素的用量为1mmol并且聚合时间为15mmin时所制备的新型磁性导电印迹CoFe2O4/C复合光催化剂的光催化活性最好,光降解率可以达到82.23%。