当今经济发展已进入新常态,环境污染及能源短缺成为世界面临的主要难题。化石能源日益减少,环境污染日益加重,致使建立绿色完善的可再生体系变的尤为重要。H₂O作为地球上储存含量较高的物质,如果能将其进行净化进而再转化成清洁能源,必将对解决水源污染和清洁能源短缺等问题提供新途径。因此,H₂O净化与清洁能源开发逐渐成为现今研究热点。在污染物降解与能源转化中,高效的光降解与水裂解催化剂对于提高降解与转化效率起着关键的作用。高效、耐用的催化剂需要具有优异的导电性,大量的活性位点及稳定的催化剂结构,这也将直接影响反应的效率和选择性。围绕以上几点设计原则,本文通过界面修饰的手段来有效调控纳米催化剂的催化性,主要研究内容分为以下两个方面:构筑Ag₃PO₄/WO₃ p-n异质结,有效提升其光降解Rh B的性能,并对反应动力学及其机理进行深入研究;以层状金属羟基氧化物Fe OOH修饰Co-MOF纳米片阵列,制备了多级结构的Fe OOH/Co-MOF/NF的复合材料,将其应用于电催化水分解反应,表现出明显提高的电催化性能。具体研究内容如下:1.通过溶剂热法制备了WO₃纳米片,随后对其进行高温煅烧处理,合成了形貌可控的多棱柱状WO₃,再通过浸渍沉淀法制备出了Ag₃PO₄/WO₃异质结纳米催化剂。对制备出来的纳米材料的结构和形貌进行表征分析,并研究了其光催化降解性能。研究表明,通过使用Ag₃PO₄修饰WO₃不仅可以大大增加催化剂的活性位点数,而且可以增强材料对可见光的吸收能力。因此,Ag₃PO₄/WO₃异质结催化剂表现出优越的催化性能,在可见光照射下,Ag₃PO₄/WO₃（AW-45）复合催化剂在7分钟内催化降解罗丹明B（30 ppm）效率达到100%。其光催化性能约是商用粉P25的27倍。此外,对Ag₃PO₄/WO₃催化剂的稳定性,动力学和催化机理研究表明:相比于单一组分的Ag₃PO₄和WO₃,Ag₃PO₄/WO₃异质结催化剂具有较高的稳定性,降解过程符合伪一级动力学过程,降解机理为Z-构型传输模式,还原过程集中在Ag₃PO₄的CB（导带）而氧化过程主要集中在WO₃的VB（价带）上,电子在Z型Ag₃PO₄/WO₃ p-n结间的迅速流动促进了光降解反应持续高效的进行。2.通过两步溶剂热法成功将片状的Fe OOH修饰在Co-MOF纳米片表面,制备了Fe OOH/Co-MOF/NF多级结构纳米片阵列电极。MOF与Fe OOH组成的多级结构复合材料,促进了不同组分间的电子转移,增加了电极的电化学活性面积,为电催化水分解反应提供了大量的高活性反应位点,以促进反应物的吸附。此外多级的纳米阵列结构可以使催化剂与电解液有效地接触以加速反应过程的有效传质。这些显著的优点使Fe OOH/Co-MOF/NF多级结构纳米阵列表现出卓越的OER性能,可作为高效的碱性电解水催化剂。在OER催化中,当电流为100m A/cm²时,对应的过电位仅为257m V,此外,催化剂展现出出色的稳定性,在电流密度为50 m A/cm²条件下使用100 h后,催化剂的析氧活性基本不变。