针对当今社会的环境污染以及能源危机,解决这一重大问题以实现社会的不断持续的进步,结合现在的科学研究热点,在本文中我们着重研究了气固相微波对材料表面的改性作用,分别研究了金属点,石墨烯层以及MXene材料在固相微波体系下的表面结构变化,总结了气固相微波表面改性的研究思路以及方法,通过界面调控分别探究了此方法在光催化产氢,光催化氧化NO等方面的运用,能显著提高催化性能,并且微波固相处理的方法不同于传统处理的方式,制备简易不会造成污染,并且耗能较少。因此,本文中对材料改性的新方法以及运用有着一定的指导意义。本论文主要的研究方向有三个:NO光催化氧化,光催化产氢以及超级电容器,主要研究的内容有:1.固相微波改性GO/TiO₂复合材料光催化去除NO的性能研究由于二氧化钛本身对微波弱响应,我们通过固相微波的方式对其进行改性的话需要强吸收微波的敏化剂,在此体系下GO作为敏化剂,能很好的吸收微波的能量,由于两者有着强的相互作用,GO将吸收的微波能量传递给二氧化钛,得到最终的改性材料,首先基于微波水热的方法成功合成有着强相互作用的GO/TiO₂复合材料,进一步通过固相微波处理之后,使得其材料表面的含氧基团明显减少,同时在体相中引入部分的Ti3+,增强其在可见光驱动下的光催化氧化NO的活性。2.气固相微波改性Pt/TiO₂复合材料光催化产氢的机制及其性能研究此部分工作是以第一部分理论研究为基础而进行的,由于纳米级金属在固相微波下的超热点作用,所以在气固相微波体系下可以充当敏化剂的作用,在传统的单晶介孔二氧化钛的表面进行改性,在微波的辐射下,金属产生超热使其原本的锐钛矿的晶格发生转变为金红石相,由原来的Pt/Anatase两级结构转变为紧密的Pt/Rutile/Anatase三级结构,有效程度上抑制了光生电子空穴的复合,提高其分解水产氢的活性,同时在改性的过程中我们可以保持其材料整体结构的完整性。3.气固相微波改性N掺杂MXene复合材料用于超级电容器的研究我们发现MXene系材料Ti3C2具备强吸收微波的特质,并且同时也是一个优秀的导电导热材料,在超级电容器方向有着很大的应用前景,通过尿素引入氮源,在微波辐射的条件下诱导MXene产生高温通过制备N掺杂的MXene材料,其电容量相比纯的MXene有着很大的提高。