光电催化和电酶催化是去除难降解有机污染物的两种重要技术,然而二者均只关注于单个电极上的氧化或还原过程,对体系中另一个电极的研究和利用则较少。因此,构建光电催化-电酶催化耦联体系,充分发挥阴、阳极反应的作用来实现光生电子和空穴的有效利用,进而增加反应体系的活性物种,对提高降解效果非常有研究价值。在耦联体系中光电催化起着主导作用,而半导体材料的选择及制备直接影响着光电催化效果。本论文以液相沉积、电沉积、滴涂法及逐层吸附法制备了不同的半导体,并利用各种技术对材料进行了表征分析,构建了可见光电催化体系;同时以氯化血红素为模拟酶,与石墨烯进行复合,构建了电酶催化体系;在此基础上,建立了光电催化-电酶催化耦联体系,探究了三种不同体系对染料脱色和药物去除的效果,并通过液相色谱与质谱联用技术分离分析了降解产物,阐明了降解路径。具体内容如下:（1）通过在液相沉积得到的n型α-Fe₂O₃膜上电沉积p型Cu₂O微立方体,制备了Cu₂O/α-Fe₂O₃ p-n异质结膜。用扫描电镜、X射线衍射和X射线光电子能谱对Cu₂O/α-Fe₂O₃异质结薄膜的表面形貌、晶相和组成进行了表征,在紫外-可见漫反射光谱中观察到可见光区域的增强吸收。同时,光致发光谱和电化学阻抗谱的分析结果证明了光生电子和空穴的有效分离和快速转移。+0.5 V及可见光照射下,将Cu₂O/α-Fe₂O₃ p-n异质结应用于土霉素的光电催化降解,经过60 min的处理,土霉素去除率达到73.3%,降解速率常数为2.14?10^-2 min^-1。此外,还对使用过的和新制备的Cu₂O/α-Fe₂O₃薄膜的晶相和组成进行了研究,并提出了可能的光电催化机理。（2）基于氯化血红素的类过氧化物酶活性和石墨烯独特的物理化学性质开发了一种新型的降解双氯芬酸的电酶体系。采用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对制备的石墨烯-氯化血红素杂化材料进行了表征,并将其固定在石墨电极表面,用电化学阻抗谱对其进行了研究。在电酶体系中,氧气经曝气电还原到电解溶液中生成过氧化氢,它可在氯化血红素催化下氧化降解有机物。在最优电位-0.4 V下,染料的脱色研究表明石墨烯能有效地提高这种电酶法的效率。将有石墨烯-氯化血红素的电酶体系应用于双氯芬酸的降解,经11 h处理去除率可达96%以上。通过液相色谱-质谱联用分析,提出了双氯芬酸的电酶降解路径。（3）结合光电催化和电酶催化开发了一种新的体系用于可见光下氯霉素的有效去除。该耦合系统由CdS/WO₃/FTO光阳极和固定有石墨烯-氯化血红素的石墨阴极构成。将CdS量子点逐层组装至WO₃/FTO上制备高可见光活性的光阳极;为了实现电酶过程,用石墨烯-氯化血红素复合材料对石墨阴极进行了修饰,其中氯化血红素作为模拟酶。当CdS/WO₃/FTO阳极在可见光下照射时,光生空穴参与羟基自由基的形成,而光生电子则由偏压电位驱赶到阴极,将氧气还原为过氧化氢。因此,有机污染物既可与羟基自由基发生氧化反应,也可在氯化血红素的催化下被过氧化氢氧化。+1.0 V及可见光照射下,将可见光驱动的耦联系统应用于氯霉素的去除,10 h的降解率达到98.7%,并用液相色谱-质谱联用分析了降解过程中形成的中间体,提出降解途径。（4）当光电催化与电酶催化相耦合时,对光电过程中电子的有效利用而生成的过氧化氢在酶催化中起着重要作用,而阴极材料直接影响着过氧化氢的产量。为此,设计了一种双阴极耦联体系。在此体系中,以电沉积法制备的BiVO₄光阳极用于可见光驱动的光电催化;同时,以碳布为第一阴极电聚集产生过氧化氢,以电泳沉积法制备的氯化血红素/Cu为第二阴极进行酶催化。+0.8 V及可见光照射下,通过对罗丹明B的脱色来评估所构建的双阴极耦联体系的性能,结果表明,脱色率高、稳定性和可重复利用性好。此外,将该体系应用于四环素的降解,2 h处理后去除率达到93.6%,并基于液相色谱-质谱联用技术测得的中间产物提出了降解途径。