二氧化铈（Ce O2）因带隙较宽、光生载流子复合速率较快限制了其在光催化领域的应用,氧空位对Ce O2光催化性能有着重要作用。而形貌调控、稀土掺杂和氢还原产生的氧空位对Ce O2能带结构、光生载流子和光催化性能的影响还需深入研究。本论文制备了多面体、立方体和棒状纳米Ce O2,调控了棒状纳米Ce O2长度,并以一定量的镧、钇和钐进行掺杂;采用H2-TPR研究了各形貌、尺寸及钇掺杂样品的还原性能,并在600 oC、不同氢气浓度下进行热还原处理;通过XRD、TEM、XPS、UV-Vis DRS、PL光谱和光催化降解亚甲基蓝（MB）溶液测试等方法,研究了形貌调控和稀土离子掺杂对氢处理纳米Ce O2的形貌结构、氧空位含量、能带结构、光生载流子特性和光催化性能的影响和作用机制。研究发现:表面氧空位浓度随焙烧气氛中氢气浓度的升高而增加,棒状纳米Ce O2在低温下更易被氢气还原;随着表面氧空位浓度增加,多面体、立方体和棒状纳米Ce O2的禁带先增加后减小,光生载流子分离和复合效率的显著改善对Ce O2光催化性能提升有重要贡献;纯氢处理的多面体、立方体和棒状纳米Ce O2具有优异的光催化活性,对MB的降解率分别为93.82、85.15和90.09%。氢处理棒状纳米Ce O2的表面氧空位浓度随棒状长度的增加先升高后降低,禁带宽度随表面氧空位浓度和长度的增加而逐渐增加;棒状纳米Ce O2的光催化性能随其长度的增加先提高后降低,其中长度约为114 nm、直径约为10 nm的样品在纯氢处理后具有较高的表面氧空位浓度和较低的光生载流子复合速率,表现出良好的光催化性能,对MB的降解率为86.32%。掺杂镧、钇和钐可窄化多面体、立方体和棒状纳米Ce O2的禁带,降低光生载流子的复合速率,提升各形貌纳米Ce O2的光催化性能,其中10%为最佳掺杂量、钇为最优掺杂元素;10%钇掺杂棒状纳米Ce O2具有较高的Ce3+含量,表现出较好的光催化降解活性,对MB的降解率为85.59%。钇掺杂可降低纳米Ce O2表面氧的还原温度,在600 oC、纯氢处理后样品的禁带窄化,形貌稳定性提高,且纯氢处理钇掺杂棒状纳米Ce O2的MB降解率较空气焙烧的样品提高了约18.5%。