能源短缺與環境污染是影響當前社會發展最重要的問題，亟需解決。新型光催化技術由于能夠利用太陽光分解水制氫氣和降解環境污染物，使其成為解決當前的能源危機和環境污染等問題最有前途的技術之一，備受矚目。而當前光催化領域最重要的問題就是去設計、尋找高效穩定的可見光響應型半導體材料。在此，我們主要通過改性前驅體和設計新的焙燒策略成功得到了具備多孔結構、低碳含量、納米片形貌的 g-C₃N₄ 光催化劑，相比原始的 g-C₃N₄ ，光催化性能提升了 8 倍；通過介孔化設計和負載貴金屬光催化劑，成功解決了 Pb₃Nb₂O₈ 光催化劑比表面積小、光生電子 - 空穴易復合的缺點，使光催化活性顯著提升了 62 倍。通過調查浸漬提拉、磁控濺射、電泳沉積等手段，成果獲得了 Bi₂MoO₆ 和 Pb₃Nb₄O₁₃ 光電極材料，充分探索了其光電化學性能，并且通過負載 Co-P 顯著提升了其光電轉化效率，為分解水制氫與太陽能電池領域提供了一種可選擇性的材料；過渡金屬離子摻雜與介孔材料有效結合，有效地探索了表面摻雜與體相摻雜 Fe₂O₃ 對其電子結構的影響、光電催化性能的影響。