本研究针对微/纳米颗粒催化剂微观结构不稳定、分离回收困难等问题，首先构建了一种基于Bi₄Ti₃O₁₂和CdS的Z型异质结，将其与有机铁电性PVDF复配，通过高分子加工技术制备出有机-无机复合光催化薄膜，并应用于模拟太阳光驱动的Cr(VI)光还原和H₂O-to-H₂转化。由于有机-无机相界面和Bi₄Ti₃O₁₂/CdS Z型激子动力学的协同影响，复合光催化薄膜获得了快速的激子分离/迁移和重组抑制动力学，从而在模拟太阳光驱动下表现出高效的Cr(VI)光还原（1.25×10^-2 min^-1）和H₂O-to-H₂转化（7.45 mmol?m^-2?h^-1）催化活性。因其便利的分离/回收性能和稳定的微结构，该复合光催化薄膜在30次循环催化过程中始终保持着高度稳定的光催化活性，并且在随后的平板反应模块中同样显示出高效的太阳光驱Cr(VI)还原性能（6.5×10^-3 min^-1）。该研究为基于膜材料的光催化应用提供了前瞻性的见解。

硕士生高凡凡为本论文的主要完成人