水中酚类及抗生素类有机污染物严重威胁到了人类健康,亟需去除这些有机污染物。目前有吸附、微生物降解等去除方法,但这些方法具有去除不彻底、容易造成二次污染等缺点。光催化技术作为一种经济、环保的废水处理技术。其中高效光催化剂研制是光催化技术的关键。二氧化钛具有价格低廉和无毒等优点,但是对太阳光的利用率低以及电子-空穴复合率高。非金属改性的TiO₂不仅能提高催化活性而且具有经济效应。然而,非金属半导体与TiO₂复合材料的界面接触疏松,造成光生电子在界面之间迁移较慢并且容易发生堆积;另一方面,非金属共掺杂TiO₂中非金属元素在提高催化剂活性的作用并不明确。本论文通过在TiO₂与非金属半导体h-BN之间构建共价键,以便通过促进光生电子在界面之间的迁移,提高材料的光催化效率;并通过向TiO₂中同时掺杂N、F两种非金属元素,对禁带宽度和光生电子在界面的迁移进行研究,发现N和F的协同效应扮演着重要的作用。具体研究内容如下:（1）h-BN/TiO₂复合光催化剂（半导体复合TiO₂型）:采用溶剂热法成功制备了h-BN/TiO₂复合光催化剂。X射线光电子能谱（XPS）及高分辨透射电镜分析,表明1wt%h-BN/TiO₂-300℃中存在Ti-O-B共价键。紫外可见漫反射光谱、光电流、荧光光谱和交流阻抗等实验,表明相对于物理混合的样品（1wt%h-BN+TiO₂-300℃）,含有Ti-O-B共价键的样品1wt%h-BN/TiO₂-300℃可见光吸收强度更大、光电子迁移速率更快、电子-空穴复合率更低。对h-BN负载量和煅烧温度进行了优化,发现h-BN与TiO₂质量比为1wt%,煅烧温度为300℃时,光催化剂1wt%h-BN/TiO₂-300℃的光催化活性最高（λ>420 nm）,其光催化降解对硝基苯酚（4-NP）的降解率是商用二氧化钛（P25）的6.4倍。通过对光催化过程中活性物种的捕获,发现超氧自由基（.O₂^-）和羟基自由基（h⁺）是主要的活性物种,并根据以上结果对光催化机理进行了推测。（2）N/F共掺杂TiO₂光催化剂（非金属共掺杂TiO₂型）:采用溶剂热法成功制备了N/F共掺杂TiO₂光催化剂。通过XPS分析,表明N和F都成功掺杂进了TiO₂中,并且形成大量Ti-F键。通过紫外可见漫反射光谱、光电流和荧光光谱等实验表明,与单一掺杂和纯TiO₂相比,N₂F_0.1TiO₂-500℃吸收可见光的能力更强、促进光生电子迁移速率更快,这是由于N掺杂降低了TiO₂的禁带宽度、Ti-F键促进了电子的转移,并且N和F的协同效应也起到重要的作用。对N、F掺杂量和煅烧温度进行了优化,发现N/Ti摩尔比为2、F/Ti摩尔比为0.1和煅烧温度为500℃时,催化剂N₂F_0.1TiO₂-500℃光催化活性最高（λ>420 nm）,其降解盐酸四环素（TC）的降解率是商用二氧化钛（P25）的2.4倍。通过对光催化过程中活性物种的捕获,发现超氧自由基（.O₂^-）和羟基自由基（h⁺）是主要的活性物种,并根据以上结果对光催化机理进行了推测。