化石能源的过度消耗带来的能源短缺和生态环境危机日益严重,利用太阳能产生清洁燃料或降解处理环境污染物的先进光催化技术被认为是解决能源环境危机最有前景的手段之一,而高效光催化材料的开发是其中关键。本文以二氧化钛(TiO2)、硫化镉(CdS)两种典型的半导体光催化材料为例,通过有序介孔结构的调控、骨架尺寸的剪裁、界面异质结的构筑,有效地增加了材料的比表面积、改善了物质传输能力以及光生电子和空穴的传输分离,显著提高了光催化效率,得到了一系列高效的光催化材料。主要内容如下:采用介孔氧化硅KIT-6为模板,以硝酸氧钛和硝酸铁作为前驱体,制备了一系列有序介孔TiO2及TiO2-α-Fe2O3复合物。低水热温度(40℃)制备的KIT-6,孔径小、连通性差,而高水热温度制备(140℃)的KIT-6,孔径大、连通性好。采用前者为模板得到的有序介孔TiO2具有较细的介观骨架尺寸、更大的孔径(12.1 nm)以及更高的比表面积(214m2 g-1),优于采用后者为模板得到的有序介孔TiO2(孔径与比表面积分别为3.9nm和164m2g-1)。光催化降解亚甲基蓝测试结果表明,同时具有细骨架、高比表面积、大介孔的有序介孔TiO2具有更好的的吸附性能和光催化性能。进一步采用硝酸氧钛、硝酸铁前驱体交替填充方式,成功制备了有序介孔TiO2-α-Fe2O3复合物,光催化降解诺氟沙星测试结果表明TiO2与α-Fe2O3界面异质结的形成,可以有效地增强电子空穴对的分离效率,从而提高了材料的光催化性能。采用类似的方法,以KIT-6为模板、硫醇酸镉为前驱体,制备一系列有序介孔CdS及Pt-CdS复合物。通过降低KIT-6的水热温度,减小了其孔径及孔道连通性,相应地降低了有序介孔CdS的介观骨架尺寸、增大了比表面积和孔隙尺寸。可见光催化产氢性能结果表明,具有细骨架、高比表面积、大介孔的CdS具有更好的光催化产氢活性(3.17 mmol h-1 g-1),是商业化硫化镉的18.7倍。另外,通过原位光生电子还原方法,在有序介孔CdS的骨架表面沉积了一系列不同比例的金属Pt纳米粒子,并研究了 Pt纳米粒子的沉积量对可见光催化产氢活性影响,结果表明,Pt纳米粒子的沉积量为3wt%,光催化产氢活性达到最佳(13.1 mmol h-1 g-1),是未沉积Pt的有序介孔CdS和商业CdS产氢活性(0.169 mmol h-1 g-1)的4.1倍和77.5倍。