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针对缺陷改性Z型异质结全光谱吸收稳定性低、反应驱动力稳定性低、暗催化反应稳定性低的问题,本课题通过紫外光辐射、水热、溶剂热和光沉积等方法制备了一系列缺陷、内建电场和金属改性的Z型异质结。通过先进的表征技术与理论计算相结合,研究了缺陷构筑对异质结光学、化学、光电化学性质和载流子动力学过程的影响。通过降解有机污染物和去除NO评估缺陷、内建电场和金属改性Z型异质结的光催化和暗催化反应的活性和稳定性,建立了缺陷、内建电场、金属改性与异质结稳定性之间的构效关系,为具有全光谱稳定光催化和长效暗催化活性Z型异质结的设计和制备提供了理论依据。主要结论如下:（1）研究界面内建电场和内建极化电场对g-C3N4-x/Zn2SnO4N/ZnO异质结类型和光生载流子动力学过程的影响。Zn2SnO4N中间隙N原子的引入诱导形成内建极化电场,促使Zn2SnO4N的光生电子以N杂质能级为跳板进行跃迁。由g-C3N4-x/Zn2SnO4N向Zn2SnO4N/ZnO的极化电荷转移诱导形成由g-C3N4-x/Zn2SnO4N指向Zn2SnO4N/ZnO的界面内建电场;界面内建电场驱动Ⅱ-Ⅰ型异质结转变为双Z型异质结。此外,界面化学键的形成在促进电荷转移的同时拓宽了异质结的光响应范围。因此,g-C3N4-x/Zn2SnO4N/Znv异质结的光生载流子具有较高的分离效率和较强的氧化还原能力,导致增强的紫外-可见光催化活性,其在模拟太阳光照射下对罗丹明B（RhB）的降解速率分别为g-C3N4-x和Zn2SnO4N/ZnO的1.78和8.61倍,在可见光照射下的NO去除率分别为 g-C3N4-x和 Zn2SnO4N 的 1.27 和 8.85 倍。（2）研究了氮空位和氧空位双缺陷及界面内建电场对W18O49/g-C3N4-x和g-C3N4-x/BiOCl/WO2.92异质结形成机理、光吸收特性及光生载流子迁移路径的影响。氮空位的存在促进了激子解离,极化电荷由g-C3N4-x向W18O49、g-C3N4-x/BiOCl 向 BiOCl/WO2.92 转移,诱导形成由 g-C3N4-x 指向 W18O49、g-C3N4-x/BiOCl指向BiOCl/WO2.92的界面内建电场,界面内建电场驱动Ⅱ（Ⅱ-Ⅱ）型异质结转变为（双）Z型异质结。所得异质结因氧空位的局域表面等离子激元共振效应表现出全光谱吸收特性。异质结的电荷分离效率因氮空位的激子解离效应、氧空位的近场增强效应及异质界面诱导的表面缺陷钝化被显著提高。通过氧空位捕获光生电子稳定自由电荷密度,W18O49和WO2.92可以持续产生LSPR高能热电子并直接参与光催化反应。因此,所得异质结表现出增强的全光谱催化活性。W18O49/g-C3N4-x异质结在模拟太阳光照射下的NO去除率可达83.55%,分别为W18O49和g-C3N4-x的6.15和1.41倍,且在近红外光照射下即可降解RhB。g-C3N4-x/BiOCl/WO2.92异质结在可见光照射下的NO去除率可达 68.70%,分别为 g-C3N4-x和BiOCl/WO2.92 的 2.61 和 1.27 倍,同时毒性NO2的生成被显著抑制。（3）研究氧空位和金属等离子体Bi对g-C3N4-xBi/Bi2O2（CO3）1-x（Br,I）x异质结全光谱吸收稳定性、全光谱催化活性和循环稳定性的影响。异质结因氧空位和等离子体Bi协同的LSPR效应表现出增强的可见-近红外光吸收。极化电荷由 Bi/Bi2O2（CO3）1-x（Br,I）x 向 g-C3N4-x 转移,促进了 Bi2O2（CO3）1-x（Br,I）x中氧空位的形成。异质结中氧空位浓度的增大提高了其对四环素（TC）的吸附能力,同时氧空位通过捕获热电子提高了等离子体Bi热载流子的分离效率。金属Bi在抑制Bi2O2（CO3）1-x（Br,I）x中氧空位失活的同时作为电子媒介,实现了由Ⅱ型异质结向Z型异质结的转变。此外,极化电荷转移导致g-C3N4-x和Bi/Bi2O2（CO3）1-x（Br,I）x的能带结构分别抬升和下降,与g-C3N4-x和Bi/Bi2O2（CO3）1-x（Br,I）x相比,异质结的光生载流子具有更强的氧化还原能力。因此,所得异质结表现出增强且稳定的全光谱催化活性,其在可见光照射下的 NO 去除率可达 76.73%,分别为 g-C3N4-x 和 Bi/Bi2O2（CO3）1-x（Br,I）x 的 2.10和1.36倍,且毒性NO2的生成被显著抑制;其在近红外光照射下对TC的降解效率分别为 g-C3N4-x和 Bi/Bi2O2（CO3）1-x（Br,I）x 的 2.61 和 1.27 倍。（4）研究缺陷、极化电荷转移对 BiO2-x/Bi2O2.75 和 Zn2SnO4/BiO2-x/Bi2O2.75异质结全光谱吸收特性和稳定性、能带结构及全光谱催化活性和暗催化活性的影响。极化电荷由Bi2O2.75向BiO2-x转移,导致其能带结构分别下降和抬升,Ⅰ型异质结转变为Ⅱ型异质结。Bi2O2.75中氧空位的存在导致其正负电荷中心分离,诱导形成内建极化电场,并驱动Ⅱ型异质结转变为Z型异质结。BiO2-x/Bi2O2.75因氧空位的LSPR效应及Z型机制表现出增强的全光谱催化活性,其在模拟太阳光和近红外光照射下对RhB的降解效率分别为BiO2-x的10.22和3.24倍。异质结氧空位位点的局域电子可驱动氧还原反应,产生·O2-和·OH自由基,导致其在暗光下即可降解有机污染物。反应体系中正电性Zn2SnO4的引入诱导极化电荷由BiO2-x/Bi2O2.75向Zn2SnO4转移,导致其能带结构分别下降和抬升,Ⅱ-Ⅰ型异质结转变为Ⅱ-Ⅱ型异质结。由静电引力和电势差诱导的界面内建电场驱动Ⅱ-Ⅱ型异质结进一步转变为双Z型异质结。此外,极化电荷转移促进了氧空位的形成,异质结因氧空位浓度的增大表现出稳定的LSPR效应和全光谱吸收。所得Zn2SnO4/BiO2-x/Bi2O2.75异质结因极化电荷转移对能带结构的优化及双Z型机制表现出增强的全光谱催化活性,其在可见光照射下的NO去除率为BiO2-x/Bi2O2.75的1.25倍,在近红外光照射下对RhB的降解速率分别为Zn2SnO4和BiO2-x/Bi2O2.75的18.75和3.13倍,且在暗光下可以产生更高浓度的·O2-和·OH自由基。（5）研究Ag/NaBiO3-x和Ag/BiO2-x/Bi2O2.75异质结的能量储存机制、全光谱催化活性和长效暗催化活性的增强机制。Ag/NaBiO3表现为单一的电子储存机制,其电子储存浓度因Ag和氧空位的协同作用由20.83μmol·g-1增大至72.57 μmol·g-1,导致增强且长效的暗催化活性。NO在Ag位点的吸附和预氧化导致其在可见光照射下对NO的去除率由35.94%增大至49.70%,NO2转化率由5 1.43%减小至26.62%。Ag/BiO2-x/Bi2O2.75表现为电子-空穴储存机制。Z型的电荷转移机制导致Ag被定向沉积在BiO2-x表面,电子和空穴分别被储存在Ag和Bi2O2.75中的铋空位位点。Ag/BiO2-x界面处肖特基结及Ag-Bi/Ag-O键的形成可以有效抑制电子和空穴的反向复合,导致其电子和空穴储存浓度由24.94和0.0042 μmol·g-1增大至86.55和0.0481 μmol·g-1,其暗催化活性明显高于Ag/NaBiO3。电子-空穴储存机制的形成提高了Ag/BiO2-x/Bi2O2.75对反应物的吸附和活化能力;且Ag和氧空位协同的LSPR和传播型SPR（PSPR）效应在加速光生电子跃迁的同时促进了界面电荷转移,提高了光生空穴和活性氧物种浓度。吸附在催化剂表面的NO首先通过捕获电子和空穴被活化为N2O22-和NO+,然后被进一步氧化为NO2-/NO3-。NO氧化路径因电子-空穴储存机制的形成由NO→NO2→NO2-/NO3-转变为NO→NO+/N2O22-→NO2-/NO3-,在源头上抑制了毒性NO2的生成,其在模拟太阳光照射下的NO去除率高达84.82%,为BiO2-x/Bi2O2.75的1.61倍。