随着工业的飞速发展,我国重金属污染问题日趋严重。其中,砷和铬污染尤为突出,对含砷和铬废水的处理方法需进一步研究。光催化技术通过太阳光驱动催化反应,是一种高效节能的污染物处理方法。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）隶属有机可见光响应型光催化剂,但存在氧化能力不足及光生电子空穴复合率高等问题使其应用受到限制。本课题主要着眼于g-C₃N₄光催化材料的改性,并将其应用于酸性水体中重金属污染物As（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）的去除,同时研究其作用机理。首先,通过PDI的掺杂对g-C₃N₄进行改性,得到复合材料g-C₃N₄/PDI（gCP）。发现在光催化过程中对As（Ⅲ）与Cr（Ⅵ）具有协同转化作用。不同于二氧化钛（TiO₂）,gCP对Cr（Ⅵ）、As（Ⅲ）及As（Ⅴ）几乎不产生吸附,且协同转化As（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）时展现出优秀的耐久性。研究发现,除了gCP产生的空穴（h⁺）、光生电子(e^–_cb)以及通过还原氧气产生的超氧自由基（·O₂^–）外,其原位产生的H₂O₂与Cr（Ⅵ）的还原中间产物Cr（V）形成的Cr（V）/H₂O₂类芬顿体系对As（Ⅲ）与Cr（Ⅵ）转化的协同效果具有决定性作用。另外,通过半导体负载的方法,选择可见光响应型光催化半导体Fe₂V₄O₁₃（FeV）与gCP进行耦合,得到复合光催化剂gCP-FeV。光致发光光谱（PL）及光电流响应测试结果表明,FeV的负载有效地促进了复合催化剂光生电子和空穴的分离。与gCP相比,FeV负载不仅显著提高了对As（Ⅲ）的氧化效率（氧化100μM As（Ⅲ）所需时间从120 min缩短至25 min）,也赋予了复合催化剂优异的循环性能。在四次循环实验过程中,对使用后的催化剂再利用的效果都好于前一次的效果。通过猝灭实验证实了gCP-FeV对As（Ⅲ）的氧化起主要作用的活性物质是h⁺和·O₂^–。