当前,日益突出的环境污染问题威胁着我们人类赖以生存的生态系统,其中水环境作为万物生命的来源,也正面临着严重的有机污染等问题。如何开发和利用清洁的太阳能来解决这类环境问题已经成为了研究人员的热切关注的话题之一。半导体技术凭借着其高效、耗能低且没有二次污染的优点,被视为目前解决此类环境问题最有前景的手段之一。经过多年的发展,有机半导体材料受到了人们越多的关注。与无机半导体相比,有机半导体有着许多不可比拟的优势,包括有更可控的结构、更宽的光响应范围、更容易的合成选择路径。这些优势都使得有机半导体成为了光催化这一研究领域在过去几十年中的热点。作为一类典型的n型半导体材料,苝酰亚胺（PDI）及其衍生物具有良好的可见光响应属性和光催化性能,广泛应用于光催化有机合成、污染物降解和能源转换等应用。然而,苝酰亚胺及其衍生物普遍存在着光生电子-空穴对复合速率过快的问题,这严重影响着其光催化性能。本实验根据已有的研究成果对苝酰亚胺分子进行了基团改性、超分子自组装和异质结构筑来改善其光催化性能,并研究了其在可见光条件下催化降解水中抗生素的性能和机理。本研究的内容和结论如下:通过对苝酰亚胺分子的改性,在其N位引入亲水性基团来改善其在水溶液中的溶解度。然后利用其在不同p H值的水溶液中溶解度不同的性质,使其自组装成一维纳米纤维状的超分子。此类稳定的苝酰亚胺超分子（PDIsm）具有优异的可见光响应能力。此外,通过苝酰亚胺分子的可组装特性制备了碳化钛/苝酰亚胺超分子异质结复合光催化剂（Ti3C2/PDIsm）,并研究了其光催化降解性能提升的内在原因。通过Ti3C2MXene纳米片的引入,增加了Ti3C2/PDIsm复合体系的π-π堆叠程度,赋予其更大的π电子共轭结构。同时,Ti3C2 MXene纳米片与PDIsm之间形成的内建电场,构筑了一个快速的电子通道来加速光生载流子分离,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。Ti3C2/PDIsm复合材料对盐酸四环素和罗丹明B的光降解表观速率常数分别是PDIsm的2.5倍和7.2倍。此外,通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、DRS和EIS等一系列表征技术,对Ti3C2/PDIsm复合材料其催化降解性能提升的内在原因进行探究。结果表明:在Ti3C2/PDIsm复合光催化剂中,所构筑的电子加速通道能够加速了加速光生载流子分离,有效地抑制了其的重新复合,复合催化剂的光量子效率和光催化性能得到显著的提升。此外,密度泛函理论（DFT）计算也为Ti3C2/PDIsm结构增强的光催化降解活性提供了有力的证据。这项工作为构筑基于PDI有机半导体材料的高效光催化剂提供新的研究思路。