工业废水中含有多种有机物,对水环境造成严重污染,危害人体健康。因此,消除废水中有机污染物具有重要的理论意义和实用价值。光催化氧化是一种具有清洁、无毒、处理效率高、反应条件温和、无二次污染等优点的新型废水处理技术,其关键在于开发高效的光催化剂。在半导体材料中,石墨相氮化碳（g-C₃N₄）和氧化铁（Fe₂O₃）由于具有成本低、活性高、环境友好等优点而受到广泛关注。g-C₃N₄是一种富电子有机半导体,禁带宽度约2.7 eV,由于类石墨烯二维层状结构以及独特的电子能带结构,使其在光催化中有巨大的应用前景。氧化铁作为一种半导体氧化物,具有一个较窄的禁带宽度（2.0-2.2 eV）,对可见光有较好的吸收能力,是一种很有潜力的可见光催化剂。目前,尚无文献报道g-C₃N₄负载Fe₂O₃催化剂用于对硝基苯酚（4-NP）的光催化氧化以及介孔氧化铁负载金钯（Au-Pd）合金纳米粒子催化剂应用于丙酮的光催化氧化。本学位论文的主要内容包括两部分:（1）采用热聚合法和等体积浸渍法分别制备了g-C₃N₄、x wt%Fe₂O₃/g-C₃N₄（x=0.1-0.8）光催化剂。g-C₃N₄和Fe₂O₃之间形成异质结构,降低了光催化剂的禁带宽度,提高了催化剂对可见光的利用率。（2）采用三维有序介孔二氧化硅（KIT-6）的硬模板法制备了三维有序介孔氧化铁（meso-Fe₂O₃）载体,并采用了聚乙烯醇（PVA）保护的硼氢化钠（NaBH₄）还原法制备了xAuPd_y/meso-Fe₂O₃（x=0.08-0.72 wt%,y=1.48-1.85）光催化剂,贵金属和半导体之间形成了肖特基（Schottky）势垒,促进了光生电子和空穴的分离。利用多种技术表征了催化剂的物化性质,评价其对工业废水中典型有机物（对硝基苯酚、丙酮等）氧化降解的光催化活性,从而揭示催化材料的物化性质与光催化性能之间的相关性。论文取得以下研究结果:1.以盐酸胍为前驱体,采用热聚合法和等体积浸渍法分别制备了g-C₃N₄和xwt%Fe₂O₃/g-C₃N₄（x=0.1-0.8）光催化剂。x wt%Fe₂O₃/g-C₃N₄光催化剂的比表面积为27-29 m²/g,带隙能为1.92-2.68 eV,2-3 nm的Fe₂O₃纳米粒子均匀地分散在g-C₃N₄表面。0.5 wt%Fe₂O₃/g-C₃N₄光催化剂在可见光照射下对4-NP降解反应表现出最高的光催化活性（可见光照射40 min内4-NP转化率达到90%）。0.5 wt%Fe₂O₃/g-C₃N₄光催化剂优异的光催化性能与其独特的二维层状结构、Fe₂O₃-g-C₃N₄异质结结构、高的表面吸附氧浓度以及光生电子和空穴的有效分离相关。2.采用KIT-6硬模板法和PVA保护的NaBH₄还原法分别制备了meso-Fe₂O₃及其负载Au、Pd和Au-Pd合金（xAuPd_y/meso-Fe₂O₃;x=0.08-0.72 wt%;Au/Pd摩尔比（y）=1.48-1.85）催化剂。菱方相meso-Fe₂O₃拥有133.5 m²/g的高表面积,带隙能为1.98-2.12 eV,3-4 nm的贵金属纳米颗粒高分散于meso-Fe₂O₃表面上。0.72AuPd_1.48/meso-Fe₂O₃光催化剂在可见光照射下对丙酮降解显示最高的催化活性,在可见光照射4 h后丙酮转化率达到100%)。0.72AuPd_1.48/meso-Fe₂O₃催化剂的优良催化性能与其介孔结构、高的表面吸附氧浓度及Au-Pd合金纳米粒子与meso-Fe₂O₃之间的等离子体效应相关。