分子氧活化在光催化领域具有广阔的应用前景,但载体对分子氧的利用率低,导致光催化效率低。为了提高分子氧的活化效率,本论文制备了双金属纳米球材料和双金属纳米粒子锚定在类石墨烯上的高效光催化剂,利用双金属活性中心与载体之间的协同作用提高光催化效率,从而达到快速降解有机污染物的目的。首先,制备了La/Co@TiO2纳米球催化剂,在可见光下具有优异的降解TC、MB和MO的光催化性能。通过STEM、XRD和BET的表征,表明La/Co双金属均匀的分散在TiO2纳米球表面,具有中孔结构。XPS、Raman和光电化学结果表明,TiO2表面存在大量的氧空位,氧空位在光照条件下加快了电子转移速率,抑制光生电子-空穴对复合,从而提高分子氧的活化效率。EPR和自由基清除剂试验表明,羟基自由基（·OH）和超氧自由基（O2-）是参与降解的主要活性氧物质（ROS）。催化实验结果表明,3wt%La/Co@TiO2纳米球能够在90分钟内降解100%的TC（40 mg/L）,在12分钟内降解100%的MB（10 mg/L）,在20分钟内降解100%的MO（10 mg/L）,这是由于La/Co双金属和载体之间的协同作用,促进了电荷分离、转移和分子氧的活化,从而提高了光催化效率。此外,重复试验、光催化实验和ICP-OES的结果表明催化剂的光催化活性基本没有变化,说明催化剂具有高稳定性。其次,通过沉积法和原位热聚法合成了一系列Co/La@g-C3N4纳米催化剂。通过TEM、HADDF-STEM、XRD和BET表征,表明Co/La双金属纳米粒子均匀的分散在g-C3N4上,金属纳米粒子之间的距离小于1 nm,金属的负载导致g-C3N4比表面积增加,有助于锚定更多金属活性位点。XPS、FT-TR和光电化学结果表明,Co/La双金属纳米粒子和g-C3N4上的N通过非共价键连接,导致CB和VB电位增加,可见光吸收强度增强,有效加速了界面电荷转移、分离和分子氧活化,从而提高光催化效率。EPR和自由基猝灭实验证明,O2-和·OH是降解过程中的主要活性氧物种。光催化实验结果表明,在可见光条件下,0.63wt%Co/La@g-C3N4 100分钟内完全降解TC,40分钟内可100%降解MB和MO。此外,pH、NO3-和HCO3-一定程度上影响光催化效率,初始溶液pH=9时降解效率均达到最佳,pH升高或者降低都会影响催化效果,NO3-会抑制光催化降解效率,HCO3-具有双重效应,低浓度的HCO3-加速降解,高浓度会抑制其降解。重复试验、光催化实验和ICP-OES结果表明催化剂的活性基本没有变化,说明该催化剂具有良好的稳定性。这项工作在提高太阳能转化方面具有巨大的潜在应用价值。