半导体光催化是一种理想的应对全球能源短缺和环境恶化问题的绿色化学技术。以ABO3(A=K,Na;B=Nb,Ta)钙钛矿型光催化剂近年来尽管受到人们的关注,但是由于其只能在紫外光区具有光催化活性,对于太阳光的总体利用效率非常低。另一方面,新近开发的g-C3N4作为一种窄带隙(2.7 eV)的二维纳米半导体材料,可以有效利用可见光,还具有结构稳定、无毒、制备容易等优点。但是,由于光生电子/空穴容易复合,致使g-C3N4活性往往较低,限制了其进一步的应用。本文提出制备g-C3N4/ABO3纳米复合材料体系,一方面拓展材料的光吸收范围,同时促进光生电子/空穴有效分离,以期达到提高光催化活性的目的。首先,以TaCl5、碳酸钠分别为钽源和钠源,通过聚合物法制备出了NaTaO3纳米材料,通过超声分散法和g-C3N4复合制备出了g-C3N4/NaTaO3复合材料。扫描和透射电子显微镜观察到所制得的NaTaO3平均粒径为30 nm,g-C3N4为纳米片层结构,复合材料中NaTaO3颗粒均匀分散在g-C3N4的平面上并且紧密结合。而光催化降解罗丹明B的结果表明,复合材料具备在可见光下的光催化活性,其中g-C3N4质量分数为70%的复合材料,光催化活性最好,而循环实验证明复合材料具有良好的稳定性;荧光结果证明说明g-C3N4和NaTaO3的复合有效降低了电子和空穴的复合速率。另外机理研究揭示,光催化过程中起到主要作用的是来源于光生电子的超氧自由基。因为g-C3N4和NaTaO3的导带位置相差不大,因而电子转移的驱动力并不大。同时NaTaO3导带较高,因而还原电势位较负,因而电子具有较高的还原性。由于ABO3型半导体材料可以通过在A位或B位置换不同的元素,调控能带结构(禁带宽度和带边位置)。因而我们对NaTaO3进行替换,制得KTaO3和NaNb O3。相较于NaTaO3,这两种材料和g-C3N4之间具有较大的导带位置差距,因而电子具有更大的跃迁驱动力。但是却因为导带底电势位较正,其电子的还原能力反而下降。光降解罗丹明B证明,在g-C3N4含量相同时,g-C3N4/NaTaO3光催化活性更高,这说明在g-C3N4/ABO3复合材料体系中,相较于g-C3N4和ABO3之间的导带位置差距,ABO3的导带位置对于光催化性能有更大的影响。ABO3的导带底电势越负,g-C3N4/ABO3复合材料的光催化活性更好。