基于半导体而发展起来的光催化技术因其直接利用太阳能分解水产氢、降解各种污染物以及杀菌而受到广泛关注。然而,鉴于电子-空穴快速复合以及光利用率偏低,光催化的实际效率依旧很低。为解决这些问题众多科研工作者付出了辛勤的努力。尤其是,为提高光生电子-空穴对的快速分离,通过设计复合异质结光催化剂显著提高了材料的光催化活性。碳酸钙(CaCO₃)是地壳中储量较为丰富的矿物质。本文基于储量丰富、成本低廉的CaCO₃材料设计、制备了一系列复合半导体光催化材料,通过构建半导体异质结实现光催化降解、还原六价铬(Cr⁶⁺)以及杀菌性能的提升。主要研究内容如下:通过沉淀法合成的CaCO₃/Ag₂O光催化剂在可见光下30 min内降解亚甲基蓝效率可达90%,相比单相性能得到了大幅提升。由XRD、SEM及TEM等表征证实复合之后小尺寸Ag₂O颗粒包裹在大块状CaCO₃颗粒外,并且二者之间界面结合良好。捕获剂实验进一步揭示氮氧自由基哌啶(TEMPO)抑制效果最强烈,该降解过程主要活性物质为·O₂^-。四次循环实验显示所制备的光催化剂稳定性良好。金黄色葡萄球菌实验为拓展该复合光催化剂应用领域所做,考虑实际应用成本使用CaCO₃负载少量Ag₂O进行抗菌具有一定的意义。研究结果表明,通过构建CaCO₃/Ag₂O半导体异质结加快了界面电荷转移与传输,抑制了电子空穴对的复合,从而大幅度提高了复合体系的光催化性能。利用水热法在160℃、24 h成功制备Ni S单相以及CaCO₃/Ni S复合光催化剂。通过XRD、XPS、SEM、TEM和UV-Vis进行晶相结构、元素状态、形貌分布等表征和光学性质分析。光催化剂抗菌测试实验表明,在相同催化剂不同添加量的情况下,催化剂添加量为15 mg时灭菌效果最佳;在同一添加量不同种类催化剂时,CaCO₃/Ni S复合光催化剂在可见光下辐照10 min灭菌效果可达90%左右,较之单相Ni S性能提升显著。在随后进行的ESR自旋捕获实验表明所制备的样品存在缺陷,且·OH和·O₂^-的ESR信号强烈,说明二者为复合光催化剂中的主要活性物质。通过水热法顺利合成ZnWO₄、20%CaCO₃/ZnWO₄、40%CaCO₃/ZnWO₄和60%CaCO₃/ZnWO₄等一系列纳米复合材料。经XRD、XPS、SEM、TEM、UV-Vis等表征研究了晶相成分、微观结构、显微形貌、光学性质等各方面信息。通过在可见光下还原Cr⁶⁺来评估所制备的CaCO₃/ZnWO₄复合材料的光催化性能。其中40%CaCO₃/ZnWO₄纳米复合材料在可见光辐照60 min还原Cr⁶⁺性能可达80%,相比于单相性能有显著提升。由自由基捕获实验认为空穴(h⁺)为还原Cr⁶⁺过程中的主要活性基团。经过四次循环,光催化剂的还原活性没有明显下降,这表明该纳米复合材料表现出良好的催化稳定性。