关键词： 石墨烯   CVD   共定位   缺陷  

摘要： 石墨烯优异性质得以应用的基础在于其可控制备。尽管经过十余年的研究,石墨烯制备技术已经有了充足的发展,但对石墨烯结构的调控,如褶皱、晶界和层数等,仍有所不足。针对这些问题,本论文以铜基底化学气相沉积法(CVD)制备的石墨烯薄膜为研究对象,以“研究方法-材料表征-制备技术”为研究路线,对石墨烯褶皱、晶界和多层调控展开研究,主要内容如下: (1)针对批次实验效率低、实验结果受系统波动影响的问题,提出了一种材料生长动力学过程动态研究方法。该方法基于反应条件在空间和时间上的变化,通过样品在反应空间中的移动,可在一次实验中获得材料生长过程各个阶段的结果或多组不同参数的结果。利用该方法研究了石墨烯成核及生长的动力学演化过程,证明了该方法的实用性。 (2)根据石墨烯/铜的表面形貌特征进行定位,联用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜和拉曼光谱仪对石墨薄膜的同一位置转移前后进行表征,发现了SEM表征中由于铜基底氧化导致的伪多层石墨烯特征,以及由于铜台阶过高导致转移后的石墨烯引入皱纹;研究了褶皱形态与结构之间的关联,进一步通过褶皱刻蚀再生长提高了石墨烯薄膜质量。 (3)针对多核法制备石墨烯单晶局限于铜(111)晶面、重复性差且影响机制不清楚等问题,通过系统地研究温度和气氛对石墨烯晶畴定向成核的影响,揭示了铜基底中的碳杂质是破坏石墨烯晶畴定向性的主要原因,使用高纯度的铜箔或对铜箔进行预氧化处理可避免碳杂质的影响,合适的生长温度是获得定向晶畴的另一个的关键因素;此外,在偏离(111)的高指数铜晶面上也实现了石墨烯晶畴的定向生长,这拓展了用于石墨烯晶畴定向生长铜晶面的可用范围。高指数铜晶面的台阶为石墨烯成核提供了成核位点,而有限的台面降低了其他角度成核的可能性。基于多核法在高指数铜晶面上制备的石墨烯薄膜具有良好的抗电化学腐蚀、抗热氧化及电学特性。 (4)对于不同形貌的多层石墨烯,结合同位素标记技术及多尺度联动的共位表征方法,确定了附加层生长均为面下生长,并提出了多核倒蛋糕模型;用于附加层生长的碳源主要来自于侧面扩散,进一步通过调节生长气氛及温度实现了对碳源的侧面扩散控制从而进一步调控多层形貌。基于上述调控方式,制备了单层-多层石墨烯复合薄膜,该薄膜兼并多层石墨烯良好的机械性和单层石墨烯对电子束的透明性,通过自悬浮转移方法,证明了将其作为透射电镜的载网支持膜的应用价值。 本论文的研究成果对推动石墨烯薄膜可控制备技术的发展具有重要意义。

关键词： 分子模拟   石墨烯   第一性原理计算   摩擦模型   接触面积  

摘要： 摩擦损耗占据全球能源损耗的三成,因此在摩擦机理方面的研究具有重要的理论意义和实用价值。作为二维材料,石墨烯类材料展现出传统材料所不具备的独特摩擦性能。为此,本文采用理论和分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟相结合的方法,系统地研究了石墨烯的摩擦特性和机理,具体研究内容包括以下三个方面: (1)我们采用了MD模拟的方法,探讨了压力对石墨烯层间摩擦的影响。模拟结果表明,压力和石墨烯基底的变形共同调控了摩擦行为,压力导致的变形在低压力下会降低摩擦而在高压力下会增大摩擦。此外,我们观察到当法向力增大到临界值时,探头与弹性石墨烯表面之间的摩擦模式会发生转变,即从粘滑摩擦变为成对的粘滑摩擦。这一现象源于微观接触状态的转变:增大施加的法向力会改变探针感受到的能量景观,从而改变石墨烯基底和探针间的微观接触状态和摩擦行为。随后,我们又运用PT模型(Prandtl-Tomlinson model)从理论上验证了微观接触状态的改变可能会导致摩擦行为的变化。 (2)我们运用MD模拟研究了接触面的面积对摩擦的影响。模拟结果表明,微观接触边缘构型与热波动共同影响了固体的摩擦行为。当接触面积较小时,石墨烯边缘的构型会对摩擦应力有着显著的影响,这导致模拟观察到摩擦力随着面积的变化而剧烈震荡。当接触面积较大时,相较于边缘的构型,热运动对摩擦应力的影响更为显著,此时模拟观察到与经典接触摩擦一致的现象。 (3)我们改进了描述微观摩擦行为的经典二维PT模型。在用二维PT模型描述摩擦界面间的能量景观中,我们将原来简单的正/余弦函数改为基于第一性原理计算的离散能量值经过二维傅里叶变换得到的连续函数。改进后的方法在提高计算精度的同时,减轻了第一性原理的计算量。将改进后的方法与分子动力学模拟相比较,发现改进后的方法与文献中的实验数据吻合度更好。

关键词： 超表面   动态可调   相干完美吸收   石墨烯   铌酸锂  

摘要： 超表面吸收器凭借其厚度薄、损耗小、易于集成等优点在传统吸收器中脱颖而出。为满足多场景的应用需求,能在不同波段实现多带以及动态可调的多功能吸收器成为近几年的研究热点。相干完美吸收器（Coherent Perfect Absorber,简称CPA）因其灵活高效的光调控方式和几乎完美的吸收效果得到广泛关注。另外,石墨烯、铌酸锂等可调材料的引入也为超表面可调吸收器的研究提供了思路。本文针对目前超表面吸收器工作频率单一、难以动态调控及全光调制的问题,分别设计了1310 nm和1550 nm的双带完美吸收器、近红外波段的可调双带完美吸收器以及太赫兹波段多功能的全光调控双带相干完美吸收器,并对其完美吸收的特性及机理进行了详细的分析。论文主要工作内容如下: 1、针对超表面吸收器频率单一及特殊波长1310 nm和1550 nm的双带吸收器相关研究较少的现状,设计了由Ag盘阵列、Si光栅以及Ag凹槽结构组成的超表面双带吸收器,实现了近红外波段1310 nm和1550 nm处的双带完美吸收。利用阻抗匹配理论,解释了所设计的超表面完美吸收器的吸收机理。讨论了入射光的偏振角度对该超表面吸收器两个共振的影响,发现随着偏振态的改变能够实现1550 nm处吸收率从100%到0的全光调控。该超表面结构可用作光电探测器、光调制器等,为特殊波长1310 nm和1550 nm的超表面双带吸收器的研究提供了平台。 2、为克服近红外波段下双带吸收器的工作频率固定的难题,基于铌酸锂（Li Nb O3,LN）优异的电光特性对工作1中的超表面吸收器结构进行改进,设计了由Ag盘阵列和铌酸锂薄膜组成的双带可调超表面吸收器,实现了近红外波段的完美吸收。借助阻抗匹配理论,分析了双带超表面完美吸收器的共振机理。该超表面吸收器的共振位置对电压具有较高的灵敏度,可用于电压检测、传感等领域,为近红外波段双带超表面完美吸收器的动态调控提供了方法。 3、针对目前超表面吸收器无法实现全光调控的缺点,在太赫兹（Terahertz,THz）波段,基于锑化铟（Indium Antimonide,In Sb）和石墨烯的可调性,设计了一种多功能、全光可调的相干完美吸收器。为解决超表面吸收器的全光调控的问题,引入了相干完美吸收理论,并解释了超表面CPA的共振机理。针对超表面CPA的宽窄带转换以及工作频率的动态调控问题,可以通过改变石墨烯的费米能级以及锑化铟的温度来实现。所设计的多功能超表面相干完美吸收器在传感、全光开关和相干光电探测器等领域有着重要的应用潜力,为太赫兹波段下实现超表面CPA的动态调控提供了一个可行的办法。

关键词： 石墨烯   铜箔   预处理   石墨烯薄膜   化学气相沉积   石墨烯制备  

摘要： 基于铜箔基底的化学气相沉积法由于其高质量、便于大面积生产、层数可控的优势而成为石墨烯薄膜制备极有前途的技术之一。其中铜箔基底的处理对控制石墨烯薄膜的质量发挥着重要的作用。本文综述了石墨烯薄膜制备中铜箔预处理的研究进展，分析了铜箔的粗糙度、晶界、晶向、杂质等对石墨烯薄膜质量的影响，归纳总结了铜箔预处理的研究现状及常见的处理方案，讨论了各处理方案对铜箔基板的影响以及对其制备的石墨烯质量的影响，最后指出了目前几种处理方案存在的问题并展望了石墨烯制备中铜箔处理未来的发展方向。

关键词： 碳化硅外延石墨烯   电阻计量   量子霍尔效应   载流子类型   非线性响应  

摘要： 量子霍尔效应平台处的霍尔阻值仅依赖于普朗克常数和电子的电荷量,与材料体系无关。这使得量子霍尔电阻的阻值具有较高的准确性,可用作电阻计量,为电阻的测量和传递提供了可靠的基础。目前,国家量子电阻计量主要基于砷化镓体系,但这需要较为严苛的工作环境。相比之下,石墨烯由于其狄拉克能带特性,其零级和一级朗道能级之间的能隙较大,因此可以在更高温度和更低磁场下实现量子霍尔效应。在石墨烯体系中,碳化硅外延石墨烯适用于下一代量子霍尔电阻计量芯片的研发。碳化硅界面态的电荷转移导致石墨烯费米能级出现钉扎效应,从而使碳化硅外延石墨烯表现出极宽的量子化霍尔电阻平台,这有利于实现高精度的量子化电阻。本文围绕石墨烯量子霍尔效应及其在量子电阻计量芯片领域的应用开展研究,主要内容如下: 1.基于碳化硅外延石墨烯的量子电阻计量芯片研发。我们采用微纳加工和载流子调控技术,成功制备了多个高质量的碳化硅外延石墨烯器件,并制定了初步表征的流程和器件挑选的原则。这有效地减少了比对的次数,提升了实验效率。挑选的器件通过低频电流比较仪进行了高精度比对测试,最终完成了基于电阻计量芯片的原级装备的搭建。在温度为4.4 K和磁场为5.8 T的测试条件下,原级装备的电阻传递合成标准不确定度达9.5×10-9,为高精度、紧凑型、易操作的电阻传递系统提供了可靠的技术路线。此外,针对载流子浓度稳定性的问题,我们提出了可行的封装方案。 2.不同载流子类型石墨烯量子霍尔表现的对比分析。以往的研究主要集中于n型外延石墨烯的量子电阻计量,对不同掺杂类型石墨烯的量子霍尔效应特性的理解尚不全面。我们制备了多个不同载流子浓度的n型和p型石墨烯器件,并在较宽的温度范围内进行了系统的磁输运测量。结果表明,与p型器件相比,n型器件在发展高精度的量子霍尔电阻计量具有更大的潜力。这体现在其具有更高的载流子迁移率、更低的临界磁场以及量子霍尔效应在热扰动下具有更强的鲁棒性。这种差异归因于n型器件受到的带电杂质散射更弱,通过对多个器件中量子干涉效应的分析进一步验证了这一观点。这些结果丰富了我们对石墨烯输运特性中带电杂质的理解,并为基于石墨烯的量子电阻计量提供了可靠的参考。 3.石墨烯量子霍尔区间的非线性响应研究。我们利用交流锁相技术系统研究了量子霍尔区间内,霍尔和纵向电阻的非线性响应行为。结果表明,在霍尔平台处,三阶霍尔响应不受磁场和温度的影响。在测量的温度范围内,霍尔平台处的三次谐波纵向电压始终为零。此外,我们在霍尔平台之间也测量到了三阶非线性响应,其幅值远大于霍尔平台处的值,并且随着温度升高而迅速衰减。这些结果表明,霍尔平台之间与平台处的三阶非线性响应的来源可能不同。除了三阶响应外,我们还测量到了霍尔和纵向电阻的二阶非线性响应,其幅值明显小于三阶响应。这些实验发现丰富了固体材料中非线性效应研究,并为提高交、直流量子霍尔平台的量子化精度提供了参考。

关键词： 石墨烯暖宫穴位贴   原发性痛经   临床疗效观察   下丘脑-垂体-卵巢轴  

摘要： 目的: 通过临床研究来评价石墨烯暖宫穴位贴治疗原发性痛经（Primary dysmenorrhoea,PD）的有效性与安全性,明确其临床疗效。并通过动物实验从调节“下丘脑-垂体-卵巢轴”的激素及受体水平方面探求其干预效应机制,为石墨烯暖宫穴位贴的推广应用奠定理论基础。 方法: 1.临床先通过病例筛选表对PD病人的年龄、既往病史、月经情况等基本信息进行初步筛选。随后进行入组前的免费体检,具体包括血常规、尿常规、肝功肾功全项、心电图、妇科彩超以及对妊娠情况的排查。采用随机双盲对照的研究方法,将符合纳入条件的74名研究对象根据随机系统给出的随机号分为对照组和治疗组,去除中途脱落的4名受试者,最终统计人数为每组35例。每位患者凭借自身的随机号对应取贴分别进行三个月经周期的干预治疗和随访评价。最终以COX痛经症状量表评分（CMSS）作为主要结局指标来观察痛经症状的改善情况,以疼痛视觉模拟评分（VAS）、生活质量评分量表（SF-36）作为次要结局指标,从疼痛、睡眠、生活、不良反应等方面总体评估石墨烯暖宫穴位贴治疗PD的临床有效性与安全性。同时,采集两组受试者的血液,检测血清中前列腺素F2α(PGF2α)和前列腺素E2（PGE2）的表达水平,通过其表达变化验证石墨烯暖宫穴位贴治疗PD的临床效果。 2.将30只雌性SD大鼠随机分为3组,包括对照组、模型组和治疗组,每组10只。建立PD大鼠模型是运用苯甲酸雌二醇联合缩宫素的方式,在分别干预后观察各组扭体潜伏时间、扭体次数以及扭体评分,子宫组织的脏器指数,HE染色法观察子宫组织的形态学变化,酶联免疫吸附试验法检测相关炎症因子（TNF-α、β-EP）、疼痛因子(PGF2α、OT)和性激素（E2、PROG）指标的表达变化,以及运用Western blot、Real-time PCR手段检测“下丘脑-垂体-卵巢轴”中下丘脑的Gn RH、垂体的Gn RH-R、卵巢（FSHR、LHR）的蛋白表达和m RNA转录水平、子宫组织中的孕激素受体PR和环氧化酶-2（COX-2）的蛋白表达和m RNA转录水平,以此探究石墨烯暖宫穴位贴对PD大鼠“下丘脑-垂体-卵巢轴”的干预效应机制。 结果: 1.治疗前,对两组患者的一般资料进行评估。结果显示,患者基线期的一般资料比较均无统计学差异（P>0.05）,数据具有可比性。 2.治疗后,在COX痛经症状量表评分、疼痛视觉模拟评分、生活质量评分量表均有所改善,血清前列腺素F2α含量下降,前列腺素E2含量增加。两组组内对比,均P<0.05,说明两组对原发性痛经均有效。两组组间对比,治疗组在治疗3个月及随访3个月后的CMSS评分与对照组比较,均有统计学差异（P<0.05）,说明石墨烯暖宫穴位贴治疗PD效果优于安慰贴。 3.安全性评价:本试验研究所用的两组药物均未出现明显的不良反应和副作用,可用于临床治疗PD患者。 4.扭体反应:与对照组比较,模型组大鼠的扭体潜伏时间缩短,30 min内扭体次数和扭体评分显著增加（P<0.01）;与模型组比较,治疗组大鼠的扭体潜伏时间延长,30 min内扭体次数和扭体评分显著减少（P<0.01）。 5.子宫组织的脏器指数:与对照组比较,模型组大鼠子宫组织的脏器指数显著升高（P<0.01）;与模型组比较,治疗组大鼠子宫组织的脏器指数显著降低（P<0.01）。 6.子宫组织的形态学变化:对照组大鼠子宫内膜上皮细胞结构清晰,排列整齐,呈单层柱状。腺腔及内膜间质未见充血、水肿及明显炎症细胞浸润。模型组大鼠子宫内膜上皮细胞有大量空泡样变性、凋亡,呈假复层柱状。腺腔内充血,内膜间质充血伴水肿,且可见大量中性粒细胞浸润。说明PD大鼠模型造模成功。治疗组大鼠子宫内膜上皮出现少量空泡变性、凋亡,呈高柱状。腺腔及内膜间质充血水肿程度较轻,仅有少量中性粒细胞浸润。 ***检测结果:与对照组比较,模型组大鼠血清中含量显著升高的指标有TNF-α、PGF2α、OT和E2（P<0.01）,含量显著下降的指标为β-EP和PROG（P<0.01）;与模型组比较,治疗组大鼠血清中含量显著下降的指标有TNF-α、PGF2α、OT和E2（P<0.01）,含量显著升高的指标有β-EP和PROG（P<0.01）。 *** Blot检测结果:与对照组比较,模型组大鼠Gn RH、Gn RH-R、FSHR、LHR和PR的蛋白表达水平显著下降（P<0.01）,COX-2蛋白表达水平显著升高（P<0.01）;与模型组比较,治疗组大鼠Gn RH、Gn RH-R、FSHR、LHR和PR的蛋白表达水平显著升高（P<0.05,P<0.01）,COX-2蛋白表达水平显著降低（P<0.01）。 ***-time PCR检测结果:与对照组比较,模型组大鼠Gn RH、Gn RH-R、FSHR、

关键词： 等离子体增强化学气相沉积   石墨烯量子点   表面增强拉曼散射  

摘要： 表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering,SERS）是一种无损且高灵敏度的分析技术,在环境检测领域、生物传感器、药物跟踪等方面有良好的应用前景。自被发现以来,研究人员一直努力寻找具有更高灵敏度、更好均匀性和重复性的理想SERS活性衬底。相比于贵金属衬底,石墨烯优异的物理和化学修饰性质,使其成为SERS的候选材料。并且石墨烯的等离子共振频率远离可见波段,可以作为SERS衬底独立研究其化学（Chemical Mechanism,CM）机制。但是,石墨烯的SERS强度与贵金属衬底相比远远不够。石墨烯量子点（Graphene Quantum Dots,GQDs）,相比于石墨烯,具有更大的比表面积和更多的边缘,作为SERS衬底可以更有效地吸附目标分子,同时尺寸变化能够调制带隙,进而能够与荧光探针分子实现能级匹配,实现最大效果的拉曼增强特性。因此,GQDs在SERS领域具有很大的潜力。基于此,本论文围绕GQDs的制备,优化及其在拉曼增强中的性质展开研究。主要工作如下: （1）首先,采用等离子体增强化学气相沉积（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD）法,通过优化生长时间、生长温度、等离子体功率及甲烷流量等参数,得到尺寸、密度及形貌可控的GQDs。这种GQDs具有高结晶度,低缺陷密度等优点,无需任何生长后转移工艺,可以直接用作SERS衬底。 （2）其次,研究不同尺寸及密度的GQDs在不同浓度的罗丹明（Rhodamine 6G,R6G）和结晶紫（Crystal Violet,CV）下的SERS性能。对于R6G来说,在1×10-3mol·L-1时的增强效果最好并且增强效果随着GQDs尺寸的增大而减弱。而且,在1×10-5 mol·L-1和1×10-7 mol·L-1下仍然可以检测到R6G的信号。对CV而言,在1×10-5 mol·L-1时,CV的特征峰显示出更强的拉曼增强效应。 （3）最后,对剥离的石墨烯进行SERS性能研究,并比较GQDs与剥离的石墨烯在同一分子浓度下的拉曼增强信号,可得在1×10-3 mol·L-1的R6G溶液中,小尺寸的GQDs要比机械剥离的单层石墨烯拉曼增强效果好。而在CV溶液中,相比于机械剥离的单层石墨烯样品,在1×10-5和1×10-7 mol·L-1下,GQDs仍能够检测到荧光分子特征峰,表明GQDs相对于单层石墨烯具有较高的探测灵敏度。 这些发现有助于更好地理解GQDs的生长过程,并为其在分析领域的潜在应用提供了更大的可能性。

关键词： 超材料   传感器   石墨烯   THz   灵敏度  

摘要： 太赫兹(Terahertz,THz)光谱的非电离特性在进行分析物检测的时候可以有效的防止结构被破坏,实现无损检测,这一优势使得THz光谱在传感领域具有较高的研究价值。然而,在自由空间中,THz波与分析物的相互作用微弱,无法满足微量检测的需求。超材料是带有周期性的人造电磁介质,结构尺寸小于入射光波长,可以有效地增强局部电场,并对环境微弱变化具有敏感性,常规的THz超材料传感器只能在固定的频率范围内工作,限制了实际应用。而石墨烯可以通过化学掺杂或外加电压将费米能级从0 e V调谐到1 e V,实现对THz波的调制,因此本课题开展了石墨烯基THz超材料传感器设计和研究,主要内容包括: (1)开展了石墨烯基超材料表面电磁特性的理论分析。基于等效介质模型和传输线模型详细讨论了传感器吸收特性、传输特性、多重反射特性和传感特性。设计了一种带有空气间隔层结构的石墨烯基THz超表面传感器,其在0°变化到50°范围内,具有角度不敏感特性,且传感能力优异,在0-2 THz范围内,其灵敏度在谐振峰M1处吸收达到最大时为450 GHz/RIU,而M2的灵敏度最高可以达到717 GHz/RIU。同时,通过模拟表面电场分布和自由空间阻抗匹配程度详细研究了传感器的谐振机理和传感机理;通过调整石墨烯微结构表面形状分析了结构参数对谐振的影响;分析了石墨烯费米能级的改变对传感器性能的影响;空气层间隔结构有利于引入非线性效应,可以提高传感器的分析物检测灵敏度。调整空气层厚度,可以改变两共振峰的吸收幅值,当两峰吸收幅度最大时,频移灵敏度依然可以高达接近450 GHz/RIU。 (2)针对双窄带谐振峰在传感中光谱范围响应窄的缺陷,开展了石墨烯超材料宽带光谱响应、费米能级动态调控和高灵敏度传感理论分析,设计了一种基于石墨烯超表面的宽带可调谐THz传感器,补偿了双窄带吸收峰无法在广阔频率范围内可调的缺陷。结果表明所设计宽带传感器具有3 THz以上的宽带调频能力,在空气层厚度为30 um时,频移灵敏度最高可以达到2.179 THz/RIU,而最低值依然高达0.97 THz/RIU,并且可以实现器件吸收振幅从20%到95%的动态可调制。通过模拟电场分布情况详细分析了器件谐振机理,通过调整石墨烯表面微结构分析半径变化对吸收能力的影响。结构的中心对称性保证了器件对入射角和极化方向不敏感。通过改变石墨烯超材料的费米能级,实现了传感器的谐振频率和振幅的可调功能。

关键词： 石墨烯气凝胶   光催化   过硫酸盐   抗生素   Z型异质结  

摘要： 石墨烯气凝胶（GA）因其独特的结构和优异的物理化学性能被人们广泛关注。GA具有一定的光催化活化过硫酸盐的能力,催化剂负载是提高其光催化活化过硫酸盐能力的有效方式。将GA与光催化剂结合,可减少光生载流子的重组,提高其光催化活化性能,同时也实现了光催化剂的可回收利用。本文通过水热法制备出Bi2WO6/g-C3N4光催化剂,采用水热联合自然干燥法制备出GA和Bi2WO6/g-C3N4/GA复合材料。借助现代表征技术对催化剂的微观形貌、物理化学性能和光电性能进行了系统的表征,通过协同光活化过硫酸盐降解抗生素废水评价其光催化活化性能,为抗生素废水的治理提供理论支撑。本文的主要结论如下: （1）通过水热联合自然干燥法制备出柔性GA,系统探讨了NH4·OH用量、H3BO3用量、维生素C用量、石墨烯浓度等对GA性能的影响。最佳条件下制备的GA对有机溶剂的吸附量为自身重量的307倍、密度为3.4 mg/cm3、孔隙率高达95.4%、能承受自身1150倍的重量而不发生形变、拥有良好的导电性和疏水性等。GA在太阳光下对过硫酸盐有着良好的光催化活化能力（对环丙沙星的降解效率达到85.5%）,这得益于GA良好的光吸收能力、优异的电子转移能力和丰富的活性位点。通过自由基捕获实验表明,超氧根自由基(O2·–)、单线态氧（1O2）和硫酸根自由基(SO4·–)是氧化分解环丙沙星（CIP）的主要活性氧物质。 （2）通过水热法成功合成Z型Bi2WO6/g-C3N4异质结光催化剂。在太阳光下,以四环素为目标污染物考察了Bi2WO6掺杂比、催化剂用量、四环素浓度、过硫酸盐浓度、溶液初始p H值、共存组分等关键因素对四环素降解效率的影响。在最佳降解参数下（g-C3N4与Bi2WO6质量比为6:4、四环素为20 mg/L、过硫酸盐为20 mg/L、p H为6.49、催化剂为0.4 g/L）,四环素的去除率高达98.0%,其降解速率是g-C3N4的3.22倍,这是因为异质结的构建提高了光生电子的寿命。共存组分实验结果表明,制备的Z型Bi2WO6/g-C3N4异质结光催化剂具有良好的抗干扰能力。自由基淬灭实验和Mott-Schottky结果表明Bi2WO6/g-C3N4属于Z型异质结光催化剂,且光生空穴（h+）、O2·–、SO4·–和1O2为该降解体系的主要活性氧物质。 （3）采用水热法合成Z型Bi2WO6/g-C3N4/GA异质结光催化剂复合材料,借助现代表征手段对复合材料的物理化学、微观结构和光电性能进行系统的表征。在模拟太阳光（SSL）照射下,考察了Bi2WO6/g-C3N4掺杂比、催化剂用量、CIP浓度、过硫酸盐浓度、溶液初始p H值、共存阴离子和腐植酸等关键因素对CIP降解率的影响。在最佳降解参数下（Bi2WO6/g-C3N4的质量分数为30%、CIP浓度为10 mg/L、过硫酸盐为50 mg/L、p H为6.66、催化剂为0.2 g/L）,CIP的去除率达到了94.5%。Bi2WO6/g-C3N4/GA出色的光吸收和电子转移能力使其降解速率为Bi2WO6/g-C3N4的7.08倍。自由基捕获实验表明,CIP降解过程中起作用的活性氧物质的重要性依次为:O2·–>SO4·–>1O2>h+>羟基自由基（·OH）。此外,对其他四种抗生素进行了60分钟的降解实验,其降解效率如下:四环素（20 mg/L）达到了99.7%、阿莫西林（20 mg/L）达到了91.7%、磺胺（10 mg/L）达到了90.4%、土霉素（20 mg/L）达到了86.7%。