随着世界各国对环境问题的日益重视,如何有效处理污水成为科研领域的热门课题之一。光催化技术（Photocatalysis,PC）在使用过程中处理效率高、清洁无污染,受到科研工作者的青睐。PC技术能够产生具有强氧化性的活性粒子,如空穴（h+）、羟基自由基（·OH）、超氧自由基（O2·-）等,这些活性粒子可以无选择地破坏有机污染物的化学结构,并将其降解为二氧化碳（CO2）、水（H20）等无机小分子。光催化燃料电池（Photocatalytic fuel Cell,PFC）把PC技术应用于燃料电池（Fuel Cell,FC）,同时具备光催化和燃料电池的优点,能够将太阳能和有机物中的化学能转化为电能,整个过程清洁环保,在产生电能的同时降解有机物,为处理废水和解决能源危机提供了一种切实可行的途径。因此,开发新型高效光催化剂以及PFC阳极材料具有十分重要的现实意义。本文对此做了初步研究,具体内容如下:1.采用溶剂热聚合法成功合成了 g-C3N4多孔材料,为了改善g-C3N4光生电荷分离速率低、可见光响应范围窄等问题,选取了二氧化钛（TiO2）、氧化铁（Fe2O3）分别与g-C3N4复合,制备了 TiO2-g-C3N4和Fe2O3-g-C3N4光催化剂,并对该催化剂进行了物理化学表征。结果表明,TiO2和Fe2O3的适量引入能够明显增强催化剂的吸附能力、提升光生电荷分离速率。2.选取实际废水中常见的污染物罗丹明B（Rhodamine B,RhB）、四环素（Tetracycline,TC）和甲基橙（Methyl orange,MO）作为降解对象,评估了 TiO2-g-C3N4和Fe2O3-g-C3N4对有机污染物的PC降解性能。结果表明,与TiO2、Fe2O3复合制备的g-C3N4基光催化剂在可见光照射下,对有机污染物表现出良好的PC降解性能,并且该性能受有机物浓度、过氧化氢（H2O2）浓度和有机物种类等因素的影响。3.采用滴涂法制备Fe2O3-g-C3N4薄膜电极,与金属铂（Pt）组装成平面型PFC,比较了不同实验条件下Fe2O3-g-C3N4薄膜电极对RhB的降解能力,研究了影响Fe2O3-g-C3N4薄膜电极PFC性能的因素,证实阴阳两极间间距、RhB浓度以及H2O2等均会影响有机物的降解情况。4.采用一级动力学模型以及活性粒子捕获实验对g-C3N4基复合光催化剂PC降解RhB以及Fe2O3-g-C3N4薄膜电极PFC降解RhB的机理进行了分析。结果表明,空穴（h+）和羟基自由基（·OH）是引起RhB降解的主要活性粒子。同时,将Fe2O3-g-C3N4制成薄膜电极并不会影响h+和·OH在降解过程中的主导地位。