近年来,能源匮乏和环境污染成为人类社会和经济可持续发展面临的两大问题。光催化技术可以通过光催化剂利用地球上丰富的太阳能资源实现清洁能源的制备,被认为是解决这两大问题行之有效的途径之一。其中,如何提高光催化过程中光催化剂对太阳能的利用、转换效率以及其长期使用的稳定性成为该研究的重中之重。近年来BiVO₄和Fe₂O₃等氧化物半导体材料因其能够吸收可见光的特性受到了科研人员的青睐。然而,它们本身对太阳光低的吸收和高效的载流子复合效率严重的限制了他们的应用。本文利用助催化剂的负载,离子掺杂以及形貌调控等方法,对其进行改性并提高了其可见光响应的光催化活性。本文的研究内容主要分为以下两个方面:（1）采用助催化剂负载的策略在拓展吸收光谱的同时提高半导体的载流子分离效率。首先,我们采用简单的水热法合成了二维片状的BiVO₄单体。随后,分别利用光还原法和水热法,将Au和NiS负载在BiVO₄表面,形成二元复合光催化剂材料。基于此,我们将所制备的具有最高效率的两个二元复合催化剂整合成三元催化剂,得到了三元催化剂BiVO₄/NiS/Au,该三元催化剂同时兼备宽的光吸收范围和高效的载流子分离效率。（2）采用形貌调控、离子掺杂以及助催化剂负载的方式不仅提高了赤铁矿对光的利用率还提高了载流子分离效率和表面反应速率。首先采用简单的水热法合成了FeOOH纳米棒阵列,随后通过连续生长过程在不同温度和时间下合成了具有分支结构的FeOOH纳米棒阵列,最后通过浸泡法和煅烧法合成了具有磷掺杂的分支结构的α-Fe₂O₃纳米棒阵列的光阳极。该光阳极同时具有高的太阳光利用率和高的载流子分离效率。此外,为了进一步减少载流子的复合,FeOOH作为一种有效的助催化剂被负载在该催化剂的表面,进一步提高该光阳极的光电转换效率。