将无机半导体材料应用于光催化领域，不仅可以解决能源紧缺的问题，而且还可以为解决环境污染问题提供一种可行的处理方法。由于量子效应，纳米半导体材料相对于块体材料在性能上会有一个很大的提高。这里主要介绍了两种光催化效率很高的纳米半导体材料。　　 一种是碳修饰、氮掺杂的二氧化钛。碳修饰、氮掺杂的二氧化钛(简称N-TiO2/C)成功地通过一步简单的合成方法得以制备，这里采用的是一步水热处理法，在L-lysine既作为络合剂控制纳米晶生长，同时又提供碳源和氮源的条件下合成的。所获得的纳米复合物的物相，结构，组成，碳、氮的含量及其存在形态等都经过了一系列的测试，包括热重分析(TGA)，X-射线粉末衍射(XRD)，透射电子显微学(TEM)，高分辨透射电子显微学(HRTEM)，拉曼光谱，紫外．可见吸收光谱(UV-vis)，X-射线光电子能谱(XPS)，电子顺磁共振光谱(EPR)，傅里叶变换-红外光谱(FTIR)和氮气吸附-脱附。所得的N-TiO2/C纳米复合物的光催化活性，是以甲基橙为对象，在可见光照射下进行测试的。结果说明N-TiO2/C纳米复合材料在可见光区域，比单独的二氧化钛和氮掺杂的二氧化钛有更强的吸收，为此我们也证明了氮掺杂进入了二氧化钛的晶格，而碳物种则修饰在光催化剂的表面。氮掺杂可以在半导体禁带中引进其他能带，从而使带隙变窄；修饰在表面的碳一方面起到敏化的作用，可以增加催化剂对可见光的吸收，另一方面可以吸收电子，促进光生电子和空穴的分离。因此，该纳米复合物的催化活性可以得到显著的提高。显然，水热反应体系中的L-lysine与TiCl4的摩尔比和pH值，对N-TiO2/C的可见光催化活性有着显著的影响，通过实验发现，L-lysine与TiCl4的最佳摩尔比是8，而最佳pH值为4，在该条件下制备得到的催化剂在可见光下降解甲基橙的活性最强。研究结果表明：相比于被研究地最多的氮掺杂的二氧化钛，我们所制备的N-TiO2/C可以说是环境净化可见光光催化剂中的一种富有前景的材料。　　 另一种是锌镉硫固溶体。利用可见光裂解水产氢，是一种富有实际意义的研究，因为它不仅可以利用现有能源，将太阳能转化为化学能，并能解决能源紧缺的问题，产生氢能。其中氢能是一种洁净、环境友好的能源。因此寻求产氢活性较高的光催化剂成为一种趋势。在我们的研究中，一系列的纳米多孔材料，Zn1-xCdxS固溶体，通过一步室温反应成功合成，且中间没有添加任何表面活性剂或模板。所得的固溶体，在S2-和SO32-作牺牲剂的前提下，在可见光照射下，表现出了很高的裂解水产氢的能力。通过在表面沉积Pt后，光解水的活性得到了很大的提高，并且在x=0.20和pH=7.3的条件下，获得的样品的活性最高。单独的和沉积了0.25wt％Pt的Zn0.80Cd0.20S纳米颗粒在可见光下的制氢速率分别为193μmolh-1和458μmolh-1，在模拟太阳光的照射下，裂解水产氢速率分别达252和640μmolh-1。而且，单独的Zn0.80Cd0.20S在长时间的可见光的照射下，仍然能保持很高的光催化活性。为了研究导致该固溶体性能好的原因，我们对其进行了一系列的表征，如XRD，TEM，HRTEM，UV-Vis，XPS，EDS，ICP和BET。结果发现：固溶体中的Cd的存在使其能够吸收可见光，而且，固溶体中的高含量的Zn元素，使固溶体的导带足够负，禁带宽度适中，价带宽度较大，这些特点，不仅有利于从水中还原出氢气，还能有效的抑制光生电子和空穴的复合，及良好的光学稳定性。