能源是整个世界进步和经济繁荣的最基本的驱动力,是人类赖以存活的保障。人类在享用能源提供的经济发展、科技创新等裨益的同时,也会碰到很多无法躲避的能源危机。能源欠缺和极度开发能源引起的环境污染等问题威胁着人类的成长与进步。随着能源危机日益接近,新能源开始变为世界上关键的替代能源之一。太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,它必将化为新能源的中流砥柱。半导体材料作为媒介可以将太阳能转化为化学能,比如利用太阳能发电、降解有机污染物和有机合成重要物质。Cu₂O是实现这一过程的典型半导体材料之一,但是Cu₂O在光照下容易发生光腐蚀现象而且单一Cu₂O的电子空穴对不能有效的分离,这严重的阻碍了它在光催化领域上的发展。所以,我们希望利用Cu₂O与其他半导体材料构建异质结来改变它的电子结构并提高其稳定性,进一步有效地提高其光催化性能。1、我们首先通过水热法获得了Cu₂O六瓣花,然后通过化学气相沉积法（CVD）在Cu₂O上原位生长Cu S,形成核-壳结构,有效抑制了Cu₂O的光腐蚀。同时,Cu₂O@Cu S核-壳结构可以扩展光吸收范围到1500 nm,并促进光催化体系中电子和空穴的分离。由于有效分离了光生电荷,产生了更多的自由基（·OH和·O₂^-）并增加了可见光利用率,因此在宽光谱下Cu₂O@Cu S降解四环素具有优异的光催化性能和良好的循环能力其降解率为91%。这些结果表明原位表面沉积Cu S策略是提高Cu₂O可见光光催化活性和稳定性的有效方法。2、通过水热反应获得基于三聚氰胺的超分子前驱体,并且在其表面上同步修饰了氧化铜,再通过400℃下的热处理后,超分子前驱体转变为C₃N₄管,同时,由于超分子前驱体热解的热还原和提供的N源,将氧化铜转变为Cu/Cu₂O/Cu₃N。将Cu/Cu₂O/Cu₃N@C₃N₄管复合体在空气中低温（323 K）下对苄胺进行光催化氧化自偶联反应。由于催化剂在可见光照射下能够有效的分离电子和空穴对,并且还能产生氧化性自由基,因此该样品在苄胺转化为亚胺的反应中,可实现苄胺的高转化率和高选择性（分别达到99%和98%）。Cu和Cu₃N的存在还加速了电子和空穴的转移,从而提高了氧化效率。因此,构建Cu/Cu₂O/Cu₃N@C₃N₄管复合体是有效的苄胺光催化氧化偶联的光催化剂。3、通过湿化学法将具有特殊晶面立方体Cu₂O原位生长在C₃N₄管上,进而得到了Cu₂O/C₃N₄异质结。通过利用立方体Cu₂O的高稳定面（100）晶面改善Cu₂O的稳定性,再利用C₃N₄的光催化作用共同促进光催化活性。具有特殊晶面的Cu₂O纳米颗粒尺寸较小（约300 nm）并且具有较大的比表面积,同时也增大了Cu₂O/C₃N₄复合材料的比表面积(275 m²g^-1),使其产生更多的活性物质。因此具有特殊晶面Cu₂O和C₃N₄构建的异质结或许能有效地推进光生载流子的分离与迁移,从而提高光催化活性,Cu₂O/C₃N₄复合材料在光催化降解四环素中降解率高达98%。