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进入二十一世纪以来,环境污染和能源危机已经逐渐成为制约人类社会生存与发展的重大问题,而光催化技术作为一种绿色、环保、节能的化学方法,被公认为是解决上述问题的有效途径之一。但是传统的半导体光催化材料存在着光利用率低、光催化效率不高等缺点而影响了光催化技术的实际应用。针对以上问题,本研究围绕含碳基和MoO3-x光催化材料,从开发新型的材料体系、对已知的高效光催化材料进行改性,以及调控材料的表观形貌和原子不饱和配位等途径入手,以提高所制备催化剂的光催化性能,并将其应用在环境净化与环境能源领域。本文的主要研究内容与结论如下:（1）采用简易的固相研磨法,通过控制氧化剂的用量制备出了三种不同聚合度的非金属有机聚合物（SCN）n光催化剂。XRD、SEM、XPS、TEM、GPC以及UV-vis DRS表征结果表明,三种聚合度（SCN）n样品具有相似的结构组成、形貌特征,带隙会随着聚合度增大而降低。莫特-肖特基以及DFT理论计算显示,聚合度越大,HOMO和LUMO能级位置会分别上移和下移,氧化还原电势反而减弱。分别以罗丹明B（RhB）、四环素（TC）和Cr（Ⅵ）溶液为目标污染物,研究了（SCN）n聚合度与光催化性能的内在联系与作用机制。结果表明,聚合度最低的SCN-1样品具有最好的可见光催化氧化及还原性能,主要原因在于,一方面SCN-1具有最负的LUMO能级位置,并且产生了更多的超氧自由基（·O2–）,而·O2–是（SCN）n光催化体系中起主要作用的活性基团;另一方面,SCN-1样品的光生载流子的迁移速率和分离效率较其他两个样品更高一些。（2）采用有机聚合物（SCN）n作为前驱体,通过改变热缩聚反应合成了超薄N缺陷g-C3N4光催化剂。利用多种表征手段,研究了热缩聚反应温度对样品结构组成、形貌特征、光吸收性能和能带结构的影响。XRD、FT-IR、TG、XPS、XPS、NMR结果表明,在热缩聚过程中,前驱体（SCN）n中硫元素以H2S、C2S等气泡的形式释放,当热缩聚温度为550℃时制备的CN-550样品为不含硫元素、却存在氮缺陷的g-C3N4。TEM、AFM测试结果表明,CN-550样品具有典型的二维超薄结构,含3-4层的单分子层g-C3N4,BET表面积为67.25 m2·g-1。说明通过前驱体（SCN）n进行简单的热缩聚反应可一步生成二维超薄N缺陷g-C3N4光催化剂。研究了在可见光条件下不同热缩聚温度制备样品的光催化水解产氢性能以及反应机理。结果显示,CN-550具有最佳的光催化产氢效率,表观量子效率为4.7%,光催化产氢性能增强的主要原因得益于其二维超薄N缺陷的结构,它使得半导体的禁带宽度变小,增加了可见光的吸收范围,同时又有效的加快了光生电子与空穴在半导体内部的迁移与分离。此外,还探讨了CN-280和CN-450样品光催化产氢性能失活的原因,可能是因为其组分中的S-S键影响了反应中H2O的吸附以及H2的脱附导致的。（3）通过超声辅助化学沉淀法,使用不同的银源合成了三种不同形貌特征的AgSCN半导体光催化剂。利用XRD、SEM、XPS以及UV-vis DRS等多种表征手段,研究了不同形貌AgSCN光催化剂的物相组成、形貌特征、光吸收性能等,并通过DFT理论计算研究了其电子能带结构。此外,分别以甲硝唑、Cr（Ⅵ）溶液为目标污染物研究了不同银源制备的AgSCN样品的光催化氧化、还原性能,结果表明,以硝酸银为银源的S1样品其光催化氧化与光催化还原性能明显优于其他两种形貌的样品,这可主要归因于S1较高的光生载流子分离效率。捕获实验结果表明,在AgSCN光催化氧化甲硝唑的光催化体系中,超氧自由基（·O2–）和光生空穴（h+）是参与光催化反应的主要活性物质,而由光生电子通过双电子氧化途径产生的羟基自由基（·OH）仅有少量贡献。（4）采用简单易操作的溶剂热法,通过调控反应条件成功制备了三种不同形貌的还原态MoO3-x。表征结果显示,不同形貌的MoO3-x-F、MoO3-x-S、MoO3-x-R样品中Mo（V）所占Mo元素比例分别为6.96%、8.84%和3.95%,由此而引发的表面等离子体共振（LSPR）效应使得样品在可见光-近红外区域有着明显的吸收,并出现不同强度的吸收拖尾,并具有以下趋势:MoO3-x-S>MoO3-x-F>MoO3-x-R。BET结果显示,MoO3-x-R的比表面积最大,其次为MoO3-x-F,最小的是MoO3-x-S。并在可见光条件下,研究了三种形貌还原态MoO3-x光催化NH3BH3水解产氢性能以及反应机理。结果表明MoO3-x-F样品光催化NH3BH3水解产氢性能最优,这主要是比表面积与表面Mo（V）产生的LSPR效应协同作用的结果。自由基测试表明,主要参与反应的活性物种为h+,由于可见光的引入,加快了氨硼烷B-N键的断裂反应速率,显著提升了氨硼烷水解产氢性能。综上所述,本论文的研究工作为新型有机聚合物光催化剂的开发与改性以及光催化机理的研究提供了一定的理论支撑与研究借鉴。