如今大气污染物中包含多种污染物,其中挥发性有机污染物会对动植物、人类以及其他物体造成很严重的破坏,因此采取有效的方法对挥发性有机污染物进行治理是政府和民间所公认的重要任务。目前,催化法治理有机污染物存在光催化利用率低、热催化耗能大的问题,提高光催化剂利用率、降低热催化剂耗能大的问题迫在眉睫。二氧化钛、四氧化三钴分别作为传统的光催化剂和良好的热催化剂,寻求一种可以明显改善其催化效果的办法是极具研究意义的。1、通过水热法制备了具有大量Co²⁺空位缺陷的Co₃O₄介孔纳米棒（Co₃O₄-MNR）样品。在Xe灯的紫外可见近红外光照射下Co₃O₄-MNR样品对催化氧化苯（一种顽固的有毒空气污染物）表现出了高效的光热催化活性和卓越的稳定性,与商品Co₃O₄（Aladdin）和TiO₂（P25）相比,Co₃O₄-MNR的CO₂生成率均有大幅度提高。通过BET、XRD、ICP等表征并结合同位素标记、CO-TPR以及FTIR的实验证据和密度泛函理论（DFT）计算,我们首次发现了Co₃O₄-MNR中的Co²⁺空位可大幅提高Co₃O₄的光热催化活性;我们还发现了一种与传统的半导体光催化剂（如TiO₂）的光催化有极大的不同的新型光活化效应:氙灯的光照提高了Co₃O₄-MNR中晶格氧的活性,从而大大提高了Co₃O₄-MNR的光致热催化活性。2、通过水热法制备了Co/Ti摩尔比分别为0.1、0.2、0.3、0.4的四种Co₃O₄/TiO₂纳米复合材料。在Xe灯的全太阳光谱的照射下,所制备的四种Co₃O₄/TiO₂纳米复合材料对很难降解的有毒的可会挥发的苯的催化活性与TiO₂（P25）相比均有明显提高,并且在可见近红外光和红外光下它仍可以展现出了高效的催化活性,其中Co/Ti摩尔比为0.30的Co₃O₄/TiO₂纳米复合材料表现出了最佳的催化活性和较好的催化稳定性。通过对样品进行XRD、XPS、TEM、TPR、TPO等表征测试后,我们在Co₃O₄/TiO₂纳米复合材料上发现了一种在TiO₂上的紫外光催化和Co₃O₄上的光致热催化的新型协同效应;同时也发现了一种完全不同于TiO₂光催化的新型光活化效应,其进一步提高了Co₃O₄的光致热催化活性:光照不仅提高了纳米Co₃O₄的晶格氧活性,而且加速了还原氧化钴（Co₃O₄-_X）的再氧化,从而大大提高了Co₃O₄的光致热催化活性。