全球工业化的发展带来了一系列问题,尤其是化石燃料的过度开采,产生了大量有害气体和废水,给地球上的生命带来了巨大的潜在危险。因此,为了缓解环境污染等情况,研究人员开发了许多技术,例如电催化、光催化,它们可以将光能或电能转化为化学能进而去除废水中的污染物。光催化技术因其成本低、节能、绿色工艺等优势被认为是一种有效且最有前景的途径。Zn O光催化材料由于自身的许多优点,引起了许多科研人员的关注。但是Zn O依然存在不足,为了解决这些问题。本论文以多壳层Zn O为研究的基底材料,通过构建异质结的方法改良Zn O的光催化性能,主要研究如下:采用化学沉淀法将Ag I纳米粒子负载在中空多壳Zn O微球上,成功制备了具有中空多壳结构的复合材料。这两种半导体之间异质结的形成缓解了Zn O的光腐蚀现象,从而使复合材料表现出更高的光催化稳定性。另一方面,窄带隙Ag I的引入有效地降低了Zn O的光学带隙。在模拟太阳辐射下,通过环丙沙星（CIP）的光降解和析氢来评估复合材料的光催化性能。结果表明,当Ag I的比例控制在7%时,Ag I/Zn O复合材料表现出最好的CIP光降解性能,表观速率常数为0.0463 min-1（是Zn O的5.26倍）,光催化产氢率达到2.725 mmol?g-1?h-1。结构和光电性能表征表明:Ag I/Zn O复合材料光催化性能的提高主要是由于改善了光吸收区域,加强了e-/h+分离,以及提高电子转移效率。结合自由基捕获实验和理论计算,提出了异质结催化剂可能的催化机理。设计并制备了具有高光催化性能的Sn掺杂Bi OI改性多壳Zn O异质结复合材料。表征结果证实了复合材料中异质结结构的形成,其形貌为多壳微球。在模拟太阳光照射下,通过不同种类的抗生素降解和析氢来评价复合材料的光催化性能。结果表明,Sn-Bi OI/Zn O复合材料能在100 min内完全去除CIP,其降解率超过99.9%,比Zn O提高25%以上,动力学上是Zn O的4.18倍。同时,产氢速率可达3.08 mmol?g-1?h-1,是Zn O的1.79倍。借助于光电表征,发现复合材料性能的提高源于电子传输效率的提高和电子/空穴分离与复合效率的提高。提出了Sn-Bi OI/Zn O异质结复合材料中的电荷转移模式,并通过活性组分实验结果和对可能的电子转移路径的分析,验证了其为Z型异质结。因此,将Sn掺杂的Bi OI引入到多壳Zn O微球中,形成接触异质结界面,大大提高了Sn-Bi OI/Zn O复合材料的光催化性能。本研究为基于Zn O微球的高活性异质结材料的设计和制备提供了一种策略,可以有效地应对环境修复和清洁能源生产的挑战。