以杨絮(PC)为原料，采用乙醇溶剂热法对其进行预处理，再进行碳化，制备了高比表面积的杨絮衍生多孔碳(DPCC)，并研究了其对染料的吸附性能及动力学性能。通过单因素实验优化工艺参数，确定最佳预处理条件(液固比为17 mL·g^-1、200 ℃处理2 h)，在此条件下制备的DPCC-10比表面积达到518 m²·g^-1。结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电镜(SEM)和N₂吸附-脱附测试等表征手段，证实预处理过程能够有效去除木质素和半纤维素等，形成丰富的多级孔道结构。吸附实验表明，DPCC-10对亚甲蓝(MB)的最大吸附量达到385.71 mg·g^-1，优于多数报道的生物质衍生吸附剂。DPCC-10对染料的吸附过程满足准二级动力学方程，表明该吸附以化学吸附为主。经过4次吸附-脱附循环后，DPCC-10对MB的吸附容量仍保持初始值的92.01%，表明材料具有优异的可再生性能。

合成了颗粒状、立方体状、纤维状和片状的BaTiO₃粉体，并采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱对合成粉体的物相、形貌进行表征；比较不同形貌、催化条件下BaTiO₃粉体的压电催化活性，并结合有限元分析解释了压电催化活性差异的原因。结果显示，片状形貌下的BaTiO₃粉体具有压电催化活性优势，原因在于其产生了高压电势。且当催化剂固含量为2 g·L^-1、超声频率为40 kHz、染料质量浓度为5 mg·L^-1时具有较优的催化活性，并结合自由基捕获实验揭示了片状BaTiO₃压电催化降解罗丹明B (RhB)染料的机制，即超氧自由基和羟基自由基作为主要反应物实现了污染物的降解。

为改善光催化剂的载流子复合效率高、光响应能力差的问题，利用碱性KOH的“剪切效应”原位合成了具有可见光响应能力的Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃复合压电-光催化剂，通过BaTiO₃持有的内置电场调制Bi₁₂TiO₂₀的光生载流子运输行为，提升其分离效率。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜对合成粉体的物相、形貌进行表征、分析，获得了Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃的时间演化过程。Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃对染料的压电-光催化降解反应速率常数为9.76×10^-2 min^-1，优于压电催化(2.39×10^-2 min^-1)和光催化(8.17×10^-2 min^-1)；此外，结合自由基捕获实验、电子自旋共振(ESR)技术与Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃异质结能带结构揭示了压电-光催化增强机制。

探究了Ba、Bi化学计量比对晶体结构、形貌及催化性能的调控机制。利用粉末X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、扫描电子显微镜等表征手段，结合碱性环境下的“剪切效应”研究了Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃的结构转变过程，并探究其催化性能影响。研究结果表明，Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃经历了“化学键重组-晶体生成-长大-Ostwald熟化”过程，其在超声振动、光照、超声振动和光照条件下降解染料的反应速率常数k分别达2.05×10^-2、1.06×10^-1、1.47×10^-1 min^-1，展现出良好的压电-光催化协同效果，这主要归因于形成的Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃异质结为光生载流子的运输提供了新通道和BaTiO₃建立的内建电场为载流子分离提供了新动力。