有机污染物和重金属离子经常存在于工业废水中,其中同时用于工业生产的酚类有机物和Cr(VI)是常共存于废水中的污染物。由于酚类有机物和Cr(VI)都具有高毒性,强腐蚀性和致癌性,所以它们的共存使废水的成分变得更复杂,毒性更强。若含有酚类有机物和Cr(VI)的工业废水未经处理或者处理未达标就被排放,将会严重影响水生生态系统的平衡,甚至会威胁到人类的健康。因此,作为优先控制的污染物,有必要对酚类有机物和Cr(VI)同时进行高效处理。利用绿色高效的方法在降解废水中酚类有机物的同时也将Cr(VI)转化是非常有意义的。半导体光催化技术作为一项绿色环保,经济高效的新兴技术被应用在空气、污水净化等领域中。半导体作为光催化剂被太阳光激发生成具有氧化能力的光生空穴和具有还原能力的光生电子。有机污染物和重金属离子则可同时被光生空穴和光生电子氧化和还原。然而,运用单一半导体作为光催化剂时并不能同时高效地降解酚类有机物和转化Cr(VI),由于其不能同时具备更正的价带电位和更负的导带电位,而且不能充分利用太阳光。因此,近年来复合光催化剂受到不少研究者的关注,异质结和Z型光催化体系也先后被提出,并且被不断地改进。复合光催剂弥补了单一半导体光催化剂的缺陷,同时提高了降解和转化效率。而如今设计出更高效的复合光催化剂仍然是学者们追求的目标。在本文中,我们结合了异质结光催化体系和Z型光催化体系的优势,提出了包覆的异质结和Z型复合的光催化体系(包覆ZH型光催化体系),设计出两种高效的光催化剂并将其应用于降解酚类有机物同时转化Cr(VI)。在第一章研究中,我们选择了宽带隙半导体SrTiO3、ZnS以及窄带隙半导体BiFeO3去构建了一个包覆ZH型SrTiO3/(BiFeO3@ZnS)光催化剂。通过SEM、EDX、XRD、TEM、FT-IR、XPS和DRS表征技术分析了SrTiO3/(BiFeO3@ZnS)的结构,形态,元素组成和光学性能。通过PL、EIS和TPR分析了该光催化剂光生电荷分离的效率。通过降解2,4-二氯苯酚同时转化Cr(VI)研究了包覆ZH型SrTiO3/(BiFeO3@ZnS)光催化剂的光催化活性。并且探索了光照时间、污染物的初始浓度、溶液pH以及不同的牺牲剂对2,4-二氯苯酚降解和Cr(VI)转化的影响。此外,通过采用高效液相色谱与质谱联用技术对2,4-二氯苯酚形成的中间产物进行分析,并推测出2,4-二氯苯酚可能的降解路径。研究表明,包覆ZH型SrTiO3/(BiFeO3@ZnS)光催化剂的光催化活性明显的高于Z型SrTiO3/BiFe O3光催化剂的光催化活性。这证明构建的包覆ZH型光催化体系比单一Z型光催化体系对光生电子空穴对的分离和转移更有利。而且设计的包覆结构也为2,4-二氯苯酚的降解提供了大的氧化面,这也有助于提高2,4-二氯苯酚的降解率。因此,这个新型光催化体系对于同时处理有机污染物和转化无机离子是高效的。在第二章的研究中,我们对包覆ZH型光催化体系进行更深入的研究,并设计出高效包覆ZH型(SnS2@CdS)/TiO2(001)光催化剂。并对包覆ZH型(SnS2@CdS)/TiO2(001)光催化剂进行了一系列的表征。通过降解苯酚同时转化Cr(VI)来评估包覆ZH型(SnS2@CdS)/TiO2(001)光催化剂的光催化活性。探索了光催化剂的种类、苯酚和Cr(VI)的初始浓度、溶液的酸碱性、包覆ZH型(SnS2@CdS)/TiO2(001)的用量以及循环次数对苯酚降解和Cr(VI)转化的影响。结果表明,包覆ZH型(SnS2@CdS)/TiO2(001)催化剂比Z型CdS/TiO2,Z型SnS2/TiO2和异质结SnS2@CdS光催化剂具有更高的光催化活性,这再次地证明了包覆ZH型光催化体系的优越性。而且制备的具有高比例(001)晶面的TiO2能为苯酚的降解提供更多的氧化活性位点。同时该催化剂不仅能产生更多的光生电子去参与还原反应,还能为Cr(VI)的转化提供一个大的还原面,从而提高Cr(VI)的转化率。因此,可以推测包覆ZH型(SnS2@CdS)/TiO2(001)光催化剂对于同时处理高浓度的有机污染物和重金属离子具有良好的发展前景。