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近年来，水污染已经成为全球最严重的污染问题之一。水体净化领域因而受到人们越来越多的关注。相比传统的水处理技术，基于新型纳米材料的光催化技术在降解有机污染物和杀灭病原微生物方面显示出更好的性能，所以有望作为一种新型净化技术应用于水污染防治领域。传统的光催化材料对可见光的利用率低、光催化效率低，严重制约了其发展。近年来，表面等离子体效应增强的光催化材料的研究和发展为解决这两大难题提供了可能。此外，随着经济的发展，我国的淡水使用量急剧增加，对淡水资源的开发也势在必行。在缺水的沿海地区，海水淡化是一种解决淡水缺乏的有效途径。从原理上来说，加热海水产生水蒸气，冷却凝结就可得到纯水。利用表面等离子体共振效应对太阳光进行局域、产生光热效应，从而可利用太阳能对海水直接进行加热蒸馏，有可能降低海水淡化过程中的能耗。因此，寻找可利用太阳能产生光热效应从而加热海水的新型材料成为海水淡化的热点问题之一。本论文对新型非贵金属表面等离子体材料纳米氮化钛的制备及以其为基的复合材料制备及光催化性能方面进行了研究，主要用于可见光光催化降解有机物和杀灭微生物以及用于太阳能闪蒸海水淡化领域。主要结果如下: 1.通过一种简单的快速烧结氧化法，系统研究了氮化钛纳米颗粒在不同气相氧化条件下的相组成演变及光学性质的变化。通过控制温度和时间，在空气中煅烧商业TiN纳米颗粒，既可以合成TiN/TiO2复合光催化材料，又可以合成N掺杂TiO2光催化材料，前者是一种表面等离子体效应增强的光催化材料，后者为被广泛研究的N掺杂TiO2材料，两者都可以产生光催化材料的可见光光催化活性。在这个合成过程中，我们发现合成TiN/TiO2复合光催化材料比合成N-TiO2光催化材料消耗更低的能量，需要更短的合成时间。在降解罗丹明B的实验过程中，我们发现TiN/TiO2复合光催化材料具有比由相同TiN前驱体的氧化产生的N掺杂的TiO2光催化材料更好的光催化活性。因此，从成本及效益角度考虑，利用TiN纳米材料作为前驱体来实现材料体系的可见光光催化活性，制备TiN/TiO2复合光催化材料是比制备N掺杂的TiO2光催化材料更好的选择。 2.利用化学气相沉积的方法合成了TiN纳米颗粒，然后通过无氟的气相水热法，以HNO3作为氧化剂在TiN纳米颗粒上原位生长TiO2，成功地合成了一系列具有可见光光催化活性的TiN/TiO2新型复合光催化材料。TiN纳米颗粒可以作为等离子体组分来吸收可见光，进而产生热电子，并将其注入到TiO2的导带中。通过在可见光照射条件下材料对有机污染物罗丹明B(RhB)和对硝基苯酚（4-NP）的光降解以及大肠杆菌的灭活实验证明了其具有良好的可见光光催化活性。而通过对这一系列样品性能的对比可以发现TiN与TiO2之间存在一个最佳比例，在这个比例下，既使得复合材料能吸收足够的可见光，又可以使光催化反应很好的进行。在该复合光催化材料中，由于负责热电子传导的二氧化钛相是在纳米氮化钛上原位生成的，他们之间的紧密接触保证了它们之间的良好电子转移。通过对该复合材料能级位置的理论分析，我们发现一旦在可见光照射下热电子被激发到纳米氮化钛的费米能级以上，这些热电子就可以从纳米氮化钛完全注入到TiO2的导带中。因此，除了其非贵金属性质及其高稳定性的优势外，这种新型TiN/TiO2复合光催化材料的电子注入效率也比以前报道的基于贵金属的表面等离子体效应辅助光催化材料更好。本研究表明，可以开发出不含贵金属组分的新型表面等离子体辅助光催化材料，具有传统的贵金属基表面等离子体辅助光催化材料所不具有的特点，对各种实际环境的净水应用具有更大的潜力。 3.最后我们通过理论模拟和实验结合考察了基于纳米氮化钛的局域表面等离子体共振现象所引起的光热效应在海水淡化领域的应用。首先通过场模拟分析了纳米氮化钛在水介质中由于其表面等离子体共振现象所引起的局域电场增强情况，同时也对比模拟了其周围介电常数改变后引起的局域电场的变化情况。我们发现包覆数个纳米厚的一层无定形碳后，可以明显的增强在氮化钛与水界面处的局域电场强度。为了验证这一结果，我们首先利用第二部分工作中用到的化学气相沉积的方法合成了TiN纳米颗粒，然后以葡萄糖为碳源通过水热的方法在TiN纳米颗粒的表面包裹一层2-3 nm厚度的无定形碳，通过对光吸收的表征发现TiN纳米颗粒在整个光谱范围内都有较强的光吸收作用，在包覆碳层后光吸收作用也有了一定的增强。在蒸发水的实验中，我们发现TiN本身有较好的全光谱和可见光蒸发水效果。在包覆碳后，蒸发速率有了较大的提高。我们通过人工配置海水进行了测试，得到了与普通水相一致的结果，且海水的蒸发速率要更快于普通水。另外在有机物罗丹明B的光热降解实验中，通过光照与吸附作用的对照实验发现，本身不足以热解罗丹明B的TiN，在包覆碳后实现了光热降解罗丹明B的效果。通过TiN@C证明了介质环境的修饰对其表面等离子体共振效应的影响，这种修饰的方法可以应用于其他的材料体系以及其他的一系列应用中。