日益严重的环境污染问题严重威胁着人类正常生活。一方面,由化石燃料燃烧和汽车尾气排放产生的一氧化氮（NO）等气体污染物对人体呼吸道等器官危害巨大;另一方面,各类制造业所排放的染色废水中的染料及其降解产物具有毒性和生物富集性,将严重破坏生态系统;此外,被污染的环境中还存在大量的有害细菌,例如金黄色葡萄球菌等,对人体健康造成严重威胁。半导体光催化技术能够在温和的条件下利用太阳能进行深度污染治理,在空气净化、水体污染物降解和医学抗菌等领域已被广泛研究,具有巨大应用前景。本文将针对碳酸氧铋（Bi₂O₂CO₃）和二氧化钛（TiO₂）两种典型半导体材料进行改性,分别研究其在NO氧化、染料降解和医学抗菌方面的性能增强策略,具体内容如下:第一,为拓宽Bi₂O₂CO₃的光响应范围,通过Bi₂O₂CO₃与Na₂S在水溶液中的离子交换反应,在Bi₂O₂CO₃纳米片表面沉积一层非晶Bi₂S₃,并系统研究了Na₂S用量对Bi₂S₃-Bi₂O₂CO₃复合物的组织结构和光催化氧化NO性能的影响。所制备的Bi₂S₃-Bi₂O₂CO₃复合物在整个可见光范围内具有强吸收性能,当Bi2S3含量为5%时,复合材料表现出最佳的光催化活性,其可见光氧化NO去除效率比纯Bi₂O₂CO₃提高了44%。这主要归因于光谱响应范围的拓宽,以及光生载流子在Bi2S3和Bi₂O₂CO₃界面上的有效分离和迁移。第二,通过在NaOH溶液中水热处理体相TiO₂,制备分级多孔TiO₂纳米片,并通过调控水热反应的时间,来调整样品的比表面积和孔径,并研究降解染料活性艳红X₃B和氧化NO的光催化活性。结果显示,样品的比表面积随水热时间增加而增大,孔体积先增加后减小,所制备的分级多孔TiO₂纳米片对X₃B降解和NO氧化均表现出优异的光催化活性。当水热时间为1.5 h时,分级多孔TiO₂的X₃B去除效率最高,是体相TiO₂的8.08倍;当水热时间为3 h时,分级多孔TiO₂的NO去除率最高,比体相TiO₂高45%。分级多孔TiO₂纳米片具有良好的光散射性能、更大的表面积和孔隙体积,从而促进了载流子的分离。第三,通过溶胶-凝胶法,在球形Ca₃（PO₄）₂-Fe₃O₄表面负载TiO₂,合成了具有磁性分离功能的TiO₂复合半导体生物材料,并初步探索了其作为骨诱导材料的细胞行为和紫外抗金黄色葡萄球菌能力。结果表明,所制得的TiO₂/Ca₃（PO₄）₂-Fe₃O₄复合材料为尺寸较均一的介孔微球,并且在巨噬细胞的作用下能够得到完整的细胞膜包裹材料。材料包膜前后,TiO₂/Ca₃（PO₄）₂-Fe₃O₄复合物均具有较好的紫外抗菌能力。