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近年来大量生活污水、食品加工和造纸等工业废水的排放,造成环境及饮用水的严重污染。这些废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白、纤维素等有机物,对于此类有机污染物的消除已成为刻不容缓的问题。光催化技术作为一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术,得到了广泛的研究与应用。过去几十年中,人们所开发的光催化材料主要为无机半导体材料,例如金属氧化物(TiO2、ZnO),硫化物(CdS),氮氧化物(TaON)等。这些半导体光催化材料具有化学稳定性高、价格低廉、催化活性高等优点。但同时,他们的严重缺陷是只有在紫外区才能发生光降解,严重制约了其发展和实际应用。因而,寻找更加高效实用的光催化材料尤为重要。在本论文中,我们通过简便可控的热处理方法设计并合成了三种新型的有机-无机复合光催化材料g-C3N4/NiO、g-C3N4/CuO、g-C3N4/Fe2O3,并研究了它们对有机污染物的光催化降解性能。本论文主要内容有如下三点：1.设计有机半导体g-C3N4材料与无机半导体氧化物NiO构成异质结g-C3N4/NiO复合光催化材料。以醋酸镍和三聚氰胺作为前驱体通过简单的一步煅烧法制备了具有不同NiO含量的产物,分别用热重(TG),粉末X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),高分辨透射电子显微镜(HR-TEM),对产品进行结构表征。通过产物对有机染料光催化降解的实验研究表明所获得的复合光催化材料g-C3N4/NiO具有优良的光催化降解能力,其对亚甲基蓝(MB)水溶液的光催化降解反应速率是单纯g-C3N4材料的2.3倍。这种异质结复合光催化材料的合成在光催化技术的商业化应用中取得重大成果,为未来的光催化研究技术的探索提供了开阔的道路,使其在环境保护等诸多方面具有广阔的应用前景。2.以金属有机骨架Cu-BTC为模版,首先将三聚氰胺固载于其孔道中,再通过煅烧制备出具有不同氧化铜含量的产物,分别用热重(TG),粉末X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),高分辨透射电子显微镜(HR-TEM),对产品进行结构表征。通过产品对有机染料光催化降解的实验研究表明所获得的复合光催化材料g-C3N4/Cu0具有优良的光催化降解能力,其对亚甲基蓝(MB)染料的光催化降解反应速率是单纯g-C3N4材料的3倍。这种先固载再煅烧的方法可以制备出小颗粒的氧化铜纳米粒子,不仅可以增加异质结的界面面积,同时减小了光生载流子的输运距离,从而抑制了电子与空穴的复合,提高光催化性能。3.我们创新性地提出了将g-C3N4这一新型的有机半导体光催化材料与无机半导体氧化物Fe203复合并首次合成了具有磁性分离可回收性质的有机-无机复合光催化材料g-C3N4/Fe203,并研究了其对罗丹明B染料(RhB)的降解能力。以三聚氰胺和氯化铁为前驱体,通过煅烧热处理制备出磁性复合光催化材料g-C3N4/Fe2O3,并详细研究了不同氧化铁质量分数的复合材料对所罗丹明B染料的降解能力的影响。高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察表明,复合材料拥有明显的多孔结构,Fe203纳米粒子尺寸大小约为5-10nm,并均匀地分散在g-C3N4基质上。通过磁性测试,所有产品都具备着优良的磁性分离可回收性能。光催化性能测试表明,复合物对罗丹明B水溶液的光催化降解反应速率是单纯g-C3N4材料的1.8倍。这样得到的复合材料,不但可以提高原有光催化材料对可见光的吸收能力和可见光条件下的光催化活性,而且使光催化材料具有优异的磁回收性能,从而显著提升了其在工业应用领域的价值,并为设计与制备磁性催化剂材料铺垫了开阔的道路。