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以二氧化钛和氧化锌为代表的宽禁带半导体材料,在光催化和自清洁领域具有重要的应用,然而这两方面重要性质均受其较宽的禁带宽度所限制。本论文通过微纳结构的设计与构筑,提高Ti O2或Zn O半导体材料的超亲水及光催化性能。Ti O2薄膜自然光条件超亲水性可通过提高表面粗糙度和羟基含量来改善。本论文采用缩聚诱导相分离的Ti O2溶胶与Zn O溶胶混合陈化制备出Zn O/Ti O2复合溶胶,并用旋涂的方法制得多孔Zn O/Ti O2薄膜。制备的Zn O/Ti O2薄膜在自然光条件下表现出了超亲水性,对其超亲水机理研究表明,表面羟基含量的增加及多孔结构可协同增强超亲水性能。进一步地,本论文对Zn O/Ti O2复合溶胶进行煅烧处理,制备出多孔Zn O/Ti O2复合光催化剂粉末。研究发现Zn O溶胶的加入可以调控孔结构,提高Zn O/Ti O2的比表面积,并可强化光吸收,有利于促进光生电子-空穴的分离效率,从而提高光催化性能。对光催化剂微观形貌进行调控可提高其光催化性能,本论文采用一种简单的溶剂热法,以二乙烯三胺为形貌调控剂,制备出多形貌共存的纳米Zn O光催化剂,研究发现制得的多形貌纳米Zn O具有优异的光催化性能。近年来,为提高太阳光的利用效率,通过引入窄禁带半导体材料(g-C3N4)实现可见光条件下的光催化成为一大研究热点。本论文分别研究了Zn O和Ti O2与g-C3N4构筑异质结改善可见光催化性能。在制备Zn O/g-C3N4核壳结构的过程中加入双氧水,制得Zn O/氧掺杂g-C3N4复合光催化剂。研究发现,双氧水的加入有利于形成均匀、完整的Zn O/氧掺杂g-C3N4核壳结构并控制颗粒的尺寸。氧掺杂后的Zn O-g-C3N4异质结构可以提高光吸收强度,有效促进光生电子与空穴的分离,有利于提高可见光催化性能。本研究在总结二元异质结构复合光催化剂存在光吸收强度和载流子分离效率低的缺点的基础上,构筑了一种新型的三元异质结构的g-C3N4/Ag/Ti O2微球,采用光沉积法将纳米Ag颗粒作为g-C3N4和Ti O2微球的中间层,充当电子传导的桥梁。研究了三元异质结构的光响应程度,光生电子与空穴的复合情况以及光催化反应过程的含氧活性基团的检测,深入研究了g-C3N4/Ag/Ti O2微球的可见光催化机理及其循环稳定性。