近年来,由于工业化石燃料的燃烧及汽车尾气的大量排放,氮氧化物（NO_x）的污染问题日益加剧,严重影响人类身体健康。目前NO_x的处理方式有NSR技术（NO_x储存-还原）和SCR（选择性催化还原）技术等,其依附于系统设备且受温度限制,需要贵金属Pt的参与或还原剂（尿素、氨气等）的反复补充,一般应用于工厂废气以及汽油、柴油机尾气中高浓度NO_x的脱硝处理。对于空气中ppb级NO_x的处理,光催化技术因其反应条件温和、操作简单且能耗低等优势而被广泛应用。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作为新型可见光响应的二维层状半导体,因原料廉价丰富、电子能带结构适宜且易于修饰改性等因素,在光催化去除NO_x方面应用前景广阔。本文以二维（2D）g-C₃N₄纳米片为基底,与光催化性能优异的铋系或金属氧化物半导体构建异质结,以拓宽其可见光吸收域,提高光生载流子的转移和分离效率,最终达到改善光催化降解效果的目标。主要研究内容如下:（1）首先通过原位生长法合成零维（0D）-2D Ag VO₃-g-C₃N₄异质结,促进光诱导电荷的分离。为进一步加速光生电子的迁移,我们将电子传输媒介石墨烯与上述复合物结合。最终,该三维（3D）杂化气凝胶呈现的多孔形貌促进了气体的吸附流通,层状结构也利于NO废气的层层截留,最终被充分降解,相较于二元Ag VO₃-g-C₃N₄复合物,三元复合材料的降解效果提升了10%且循环稳定性能良好。此外,粉末催化剂的固定化处理,也便于后续的回收利用。（2）通过模板法制备了ZIF-67衍生的Co₃O₄半导体包覆于g-C₃N₄纳米片中。低温煅烧的Co₃O₄几乎保留了ZIF-67的菱形十二面体形貌且呈现中空介孔的微观结构,促进了废气的流通循环。此外,3D Co₃O₄/2D g-C₃N₄构成空间导电网络框架,实现了57%的降解效率且抑制了NO₂的产生。捕获实验也验证了其增强的机理源于空穴（h⁺）、超氧自由基（·O₂^-）和羟基自由基（·OH）的氧化作用。（3）考虑到氧空位（OVs）在底物吸附、电子捕获以及反应物活化等方面的特性,我们通过混合溶剂热法制备了表面OVs修饰的Bi OBr纳米花并与g-C₃N₄构建异质结。机理探究层面,一方面,异质结的形成建立初步载流子分离机制;另一方面,表面OVs将光生电子捕获并限制在堆叠的Bi OBr纳米片表面,充分暴露反应位点且促进活性氧的产生。该体系中,OVs与异质结协同催化,取得了63%的NO去除率。此外,由于OVs优异的电子捕获能力,我们还将其应用于CO₂光还原实验并获得了96%的碳质产物（一氧化碳和甲烷）选择性。