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随着工业发展和人口的急剧增加,全球环境污染以及能源供应问题亟待解决。人们逐渐意识到环境保护和洁净水资源短缺的问题,降解水中有机污染物已经成为了一个热点研究主题,而相比较于传统方法,比如吸附、聚沉以及膜分离等等,半导体光催化技术由于具有更高的效率而具有广阔的应用前景,在环境保护和能源方面有着重要的应用价值。而以ZnO为代表的半导体材料越来越引起人们的重视。但单一氧化锌禁带宽度大,而且在催化过程中易发生光化学腐蚀,限制了ZnO实际应用。通过与其他半导体复合,是目前改善ZnO光催化缺陷的常用方法,本论文研究了 ZnO/PANI、ZnO/g-C3N4复合材料薄膜的制备及其光催化性能。采用酸腐蚀法制备纳米花状ZnO材料,然后,通过化学吸附法复合ZnO与PANI,应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及莫特-肖特基曲线(M-S)等手段对材料进行表征,并研究了不同腐蚀锌片时间,不同吸附PANI的时间对光催化性能的影响。研究结果表明:锌片的腐蚀时间和吸附PANI的时间对ZnO-PANI复合材料的形貌和性能均有影响。在对甲基橙的模拟可见光催化降解反应中,腐蚀8 min,吸附150 min所得到的ZP-4复合材料具有最高的光催化降解效率,180 min内降解了 97.2%。同时,ZP-4材料表现出极佳的光催化稳定性,在3次的循环降解中,甲基橙的降解率下降不大。而在模拟太阳光催化分解水产氢的反应中,腐蚀8 min,吸附60 min所得到的ZP-2材料具有最高的产氢效率,大约是单一 ZnO的2倍。ZnO/PANI的光催化性能明显提高主要是由于光生载流子的分离效率显著提高。基于活性物质捕获实验,在ZnO/PANI降解甲基橙的光催化体系中,羟基自由基(·OH)和空穴(h+)是主要的降解甲基橙的活性物质。采用酸浸泡法将g-C3N4与ZnO进行复合,应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、莫特-肖特基曲线(M-S)以及光电流分析等等手段对材料进行表征,并研究了不同腐蚀时间,不同吸附g-C3N4的量对光催化性能的影响。研究结果表明:锌片的腐蚀时间和吸附g-C3N4的量对ZnO的形貌和性能均有影响。在对甲基橙的模拟可见光催化降解反应中,浸泡4 min,H2SO4中g-C3N4的添加量为0.04 g下所得到的ZCN-2样品具有最高的光催化降解率,甲基橙在150 min内降解了 92%。在ZnO/g-C3N4降解甲基橙体系中,h+和.O2-是MO光降解的主要活性物质。同时,ZCN-2材料表现出极佳的循环稳定性,两个循环之后降解率基本保持不变。另外,ZnO/g-C3N4可应用于太阳光催化分解水产氢,ZCN-2的产氢量达到1.86 umol/(cm2·h)大约是单一 ZnO的2倍。