表面等离激元（Surface Plasmons）是金属表面的自由电子与电磁波发生共振耦合而产生的集体相干振荡,对于一个延展性表面,形成的是传播型表面等离激元,而对于尺寸远小于入射波长的金属纳米结构而言,形成的则是“非传播”的局域表面等离激元。表面等离激元将光场和能量束缚在亚波长尺度上,在局域空间形成一个极大的电磁场增强,因而可以显著地促进光与物质的相互作用,在诸多学科领域都有着重要的研究价值。特别是对局域表面等离激元而言,由于其可以被光直接激发,并且共振频率可以通过金属纳米结构的尺寸、几何构型、聚集方式、以及介质环境来进行调节,应用范围更为广泛。金属纳米结构中,等离激元的非辐射弛豫过程能够产生高能量的“热电子”,从而把光能转变为热电子所携带的能量,可被用于驱动或促进多种与能源转化过程相关的化学反应。基于此,等离激元光催化的概念便应运而生,并成为物理与化学交叉结合的一个前沿研究领域。贵金属金（Au）和银（Ag）具有优异的等离激元特性,并且其共振频率与太阳光的波长范围相匹配,因而一直以来都是研究表面等离激元最常用的材料,IVB、VB、VIB族过渡金属氮化物导电陶瓷材料,在紫外-可见-近红外区域具有与贵金属Au和Ag同样优异的等离激元特性,且化学性质稳定,功函数可调,资源丰富,是一类极具研究价值的新型等离激元材料。本论文围绕非贵金属氮化铌（Nb N）、氮化锆（Zr N）以及氮化钛（Ti N）新型等离激元材料的设计合成及其光催化性能展开研究,主要内容如下:（1）可控制备了具有宽带吸收特性的Nb N等离激元纳米花结构,通过负载镍（Ni）纳米颗粒作为催化活性位点,构筑了Nb N-Ni“天线-反应器”等离激元光催化体系,研究了其光催化增强氨硼烷水解反应性能。Nb N纳米花是通过高温氨化氧化铌（Nb2O5）纳米花得到的,氨化过程使得Nb N表面出现了丰富的孔洞结构。表面无序孔洞结构之间的耦合以及多重散射效应,拓宽了材料对光的响应范围,使得Nb N展现出从紫外可见到近红外区的宽带吸收特性。在可见光（λ＞420 nm）以及近红外光（λ＞780 nm）的照射下,显著提升了氨硼烷水解的催化速率。在可见光的照射下,具有最优Ni负载量（2 wt%）的Ni/Nb N催化剂的催化速率相比于暗态提高了4.6倍,在近红外光的照射下,催化速率提高了2.7倍。进一步,对氨硼烷水解的反应动力学进行了详细研究,首先,在可见光的照射下,反应所需的势垒降低了0.09 e V,其次,在不同功率的光照下,催化速率与光强表现出了从线性到超线性的转变,再者,在光态下展现出了更大的动力学同位素效应,这些证据表明,光催化氨硼烷水解活性的提升来源于等离激元激发产生的热电子而不是光热效应。（2）通过设计构筑Nb N/Nb2O5金属-半导体欧姆接触异质界面,研究了其在光催化分解水中的析氢性能。Nb2O5经过高温煅烧呈现介晶性质,控制氨化过程使其表面部分氨化,由此得到原位生成的Nb N与Nb2O5的欧姆接触界面,并通过机械研磨使得金属与半导体同时暴露。在形成的金属与半导体同时暴露的异质结构中,Nb N增强材料的光吸收,并且在光的激发下产生热电子转移到Nb2O5的导带中,参与水的还原反应产生氢气（H2）。由于Nb N与Nb2O5之间形成欧姆接触,有效促进了光生载流子的分离,在析氢半反应中表现出了显著提升的光催化活性,相比于纯的Nb N其析氢速率提升了4.2倍。进一步,通过光电测试分析和讨论了界面处载流子的转移过程和机制。（3）通过优化氨化条件,得到了高质量结晶的Zr N纳米颗粒,并通过铂（Pt）的负载,构造了Zr N-Pt的“天线-反应器”结构,结合理论计算研究了这种Zr N-Pt复合体系的光催化固氮性能。在光催化固氮反应中,纯净的Zr N表面有利于N2的吸附,而Pt的位点有利于H的吸附,因此Zr N纳米颗粒与Pt形成的双位点协同作用,使得Zr N-Pt“天线-反应器”结构在常温常压下,表现出可见光下的光催化固氮活性。进一步光电测试结果表明,相比于Zr N,Zr N-Pt复合结构有更小的阻抗以及更高的光电流响应,表明Zr N-Pt的“天线-反应器”结构的构筑能够高效促进热电子的转移。（4）在合成单分散的二氧化钛（TiO2）纳米晶的前提下,通过两种方式构筑核壳结构,有效缓解了过渡金属氮化物的高温烧结问题。首先通过反相微乳法在TiO2单颗粒上均匀包覆二氧化硅（SiO2）,通过高温氨化构筑了Ti N@SiO2的核壳结构,并通过钼（Mo）的掺杂,改变了Ti N的电子结构,观察到了吸收光谱的蓝移。再者,利用TiO2纳米晶合成过程中表面均匀覆盖的高分子链,进行高温碳化与氨化,构筑了Ti N@C的核壳结构。在此基础上,构筑了以Ti N@C耦合光能,以Pt、铑（Rh）和钌（Ru）作为反应中心的“天线-反应器”结构,实现了可见光下的光催化固氮。