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近年来，水污染日益严重，其中印染废水中的染料难以降解，严重制约了印染行业的发展。采用绿色节能的光催化技术改善印染废水不达标排放的现状，是解决水污染问题的重要方法之一；当前的各种催化剂存在以下问题：光生电子空穴易于复合，催化性能不佳，制得的催化剂循环稳定性差，不便于回收等。因此制备一种具备高效光催化性能且有能够循环使用的光催化材料对改善印染废水污染问题具有重要意义。
本论文以钒酸铋（BiVO4）为基础，加入适量的Co3O4以增强对可见光的响应程度，同时加入g-C3N4提高材料的导电性，加速光生电子空穴的迁移速率，采用水热法合成了一种Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合光催化剂，不仅合成过程操作简单，成本低廉，且光催化性能得到明显提升；首先在相同条件下制备了BiVO4、Co3O4-BiVO4、BiVO4/g-C3N4、Co3O4-BiVO4/g-C3N4四种光催化剂，结果表明：与BiVO4、Co3O4-BiVO4、BiVO4/g-C3N4相比，Co3O4-BiVO4/g-C3N4的光催化性能明显的到了不同程度的提升。为了优化反应条件，本论文研究了水热合成过程中Co3O4、g-C3N4与BiVO4的质量比、水热反应液pH、水热反应温度T、水热反应时间t对复合催化剂催化性能的影响，获得Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合光催化材料优化后的制备条件：当Co3O4的复合比例为10wt%、g-C3N4的复合比例为0.5wt%、pH=5、水热反应时间和温度分别为4h和180℃时，Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合光催化材料催化性能最佳，30min内对KN-R的降解率达到100%，在相同条件下催化性能是单一BiVO4的4倍，是Co3O4-BiVO4、BiVO4/g-C3N4催化性能的2-3倍。同时研究发现反应前驱液pH的不同(pH=1、3、5、7、9)对催化剂的形貌及光化学性能影响最大，通过对这一组样品的形貌、晶型、对光的利用程度、比表面积大小及光生电子迁移速率等的分析得出：当反应前驱液为中性至碱性时，催化剂的晶型发生改变，从单斜相转变为四方型，从块状、珊瑚片状转变为球状、椭球状，比表面积大幅下降，对光的吸收性能明显降低。为了进一步明确Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合材料的性能优劣，论文进一步对优化后水热条件下合成的BiVO4、Co3O4-BiVO4、BiVO4/g-C3N4、Co3O4-BiVO4/g-C3N4做了一系列对照测试，研究催化材料的形貌、晶型、元素价态，对光的吸收利用性能、光生电子的迁移速率的影响。上述测试研究结果证实了光催化过程中主要活性物种是O2-和h+，并在此基础上提出了本论文合成的复合光催化材料的光催化机理。
最后，为解决粉体催化剂易团聚难回收的现状，本论文采用低温浸渍法，将制备的Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合光催化剂负载于棉织物上，制备了一种高效、循环稳定性好的棉基光催化材料----Co3O4-BiVO4/g-C3N4/棉复合光催化材料。采用扫描电镜（SEM）观察到催化剂在织物表面的负载情况，并研究了不同的助剂对负载牢度、均匀度的影响，同时对其循环使用性能进行评价。结果表明：未经任何改性的功能织物负载量最少，且负载不均匀出现团簇的现象，循环十次后对KN-R的降解率仅剩66.8%；而采用聚乙二醇（PEG-2000）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）改性后的功能整理织物与原织物相比均匀度、负载量及牢度都得到改善，但由于加入PEG后的催化剂的分散性及负载牢度牢度提升较小，在循环使用10次后对KN-R的降解率保持在74.3%左右，而加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）制备的功能性织物在循环10次后光催化降解率仍然保持在85%以上。
本论文通过增强材料对可见光的响应强度及范围，抑制光生电子空穴的复合，加速光生载流子的传输速率，增大催化材料的比表面积等多个方面成功制备了一种具有高效光催化性能的Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合光催化剂，并将其负载于棉织物上得到循环使用的Co3O4-BiVO4/g-C3N4/棉复合光催化材料，不仅能够有效降解印染废水中的有机物，且在循环使用过程中催化性能稳定，在改善水污染方面具有广阔的应用前景。
本论文以钒酸铋（BiVO4）为基础，加入适量的Co3O4以增强对可见光的响应程度，同时加入g-C3N4提高材料的导电性，加速光生电子空穴的迁移速率，采用水热法合成了一种Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合光催化剂，不仅合成过程操作简单，成本低廉，且光催化性能得到明显提升；首先在相同条件下制备了BiVO4、Co3O4-BiVO4、BiVO4/g-C3N4、Co3O4-BiVO4/g-C3N4四种光催化剂，结果表明：与BiVO4、Co3O4-BiVO4、BiVO4/g-C3N4相比，Co3O4-BiVO4/g-C3N4的光催化性能明显的到了不同程度的提升。为了优化反应条件，本论文研究了水热合成过程中Co3O4、g-C3N4与BiVO4的质量比、水热反应液pH、水热反应温度T、水热反应时间t对复合催化剂催化性能的影响，获得Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合光催化材料优化后的制备条件：当Co3O4的复合比例为10wt%、g-C3N4的复合比例为0.5wt%、pH=5、水热反应时间和温度分别为4h和180℃时，Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合光催化材料催化性能最佳，30min内对KN-R的降解率达到100%，在相同条件下催化性能是单一BiVO4的4倍，是Co3O4-BiVO4、BiVO4/g-C3N4催化性能的2-3倍。同时研究发现反应前驱液pH的不同(pH=1、3、5、7、9)对催化剂的形貌及光化学性能影响最大，通过对这一组样品的形貌、晶型、对光的利用程度、比表面积大小及光生电子迁移速率等的分析得出：当反应前驱液为中性至碱性时，催化剂的晶型发生改变，从单斜相转变为四方型，从块状、珊瑚片状转变为球状、椭球状，比表面积大幅下降，对光的吸收性能明显降低。为了进一步明确Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合材料的性能优劣，论文进一步对优化后水热条件下合成的BiVO4、Co3O4-BiVO4、BiVO4/g-C3N4、Co3O4-BiVO4/g-C3N4做了一系列对照测试，研究催化材料的形貌、晶型、元素价态，对光的吸收利用性能、光生电子的迁移速率的影响。上述测试研究结果证实了光催化过程中主要活性物种是O2-和h+，并在此基础上提出了本论文合成的复合光催化材料的光催化机理。
最后，为解决粉体催化剂易团聚难回收的现状，本论文采用低温浸渍法，将制备的Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合光催化剂负载于棉织物上，制备了一种高效、循环稳定性好的棉基光催化材料----Co3O4-BiVO4/g-C3N4/棉复合光催化材料。采用扫描电镜（SEM）观察到催化剂在织物表面的负载情况，并研究了不同的助剂对负载牢度、均匀度的影响，同时对其循环使用性能进行评价。结果表明：未经任何改性的功能织物负载量最少，且负载不均匀出现团簇的现象，循环十次后对KN-R的降解率仅剩66.8%；而采用聚乙二醇（PEG-2000）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）改性后的功能整理织物与原织物相比均匀度、负载量及牢度都得到改善，但由于加入PEG后的催化剂的分散性及负载牢度牢度提升较小，在循环使用10次后对KN-R的降解率保持在74.3%左右，而加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）制备的功能性织物在循环10次后光催化降解率仍然保持在85%以上。
本论文通过增强材料对可见光的响应强度及范围，抑制光生电子空穴的复合，加速光生载流子的传输速率，增大催化材料的比表面积等多个方面成功制备了一种具有高效光催化性能的Co3O4-BiVO4/g-C3N4复合光催化剂，并将其负载于棉织物上得到循环使用的Co3O4-BiVO4/g-C3N4/棉复合光催化材料，不仅能够有效降解印染废水中的有机物，且在循环使用过程中催化性能稳定，在改善水污染方面具有广阔的应用前景。