由中空纳米材料组成的异质结具有优异的分离光生电子-空穴对的特性、出色地光捕获能力,与普通自组装块状材料相比,空心纳米材料有着巨大的空腔,可以使吸收的光在内部空隙中进行多次反射,增加光激发载流子的数目,从而提高光收集的效率。同时由于空心纳米材料内部电场的作用,可以加速光激发电荷在异质结界面的分离,改善光电活性材料的光稳定性。因此纳米中空异质结材料被光电催化降解、太阳能电池和光电化学传感分析等多个领域广泛关注。然而,空心纳米材料种类较为单一、且易于坍塌形成无序的自主装结构阻碍了它们在光电活性异质结材料上的应用与推广。基于此,本论文致力于开发与探索新型中空纳米材料的制备方法,将所制备的具有优异光电化学性能,且结构新颖、步骤简洁的中空纳米材料组合成为异质结结构,进一步提升其分离光生电子-空穴对的能力。同时,将所制备的异质结复合材料应用于光电化学生物传感领域,有望构建出灵敏性优异的PEC（photoelectrochemical）生物传感器,为PEC生物传感器平台的构建提供优良的方案。本论文主要开展的工作如下:（1）通过金属有机骨架材料（MIL-68,ZIF-8）采用自模板溶剂热法离子交换法成功地合成了具有超薄纳米片的In2S3-HNRs（In2S3-Hollow Nanorods）和Zn Cd S-HDCs（Zn Cd S-Hollow Dodecahedral Nanocages）纳米笼。并充分研究了它们生长的潜在机制,同时将它们组合成为Zn Cd S-HDCs@In2S3-HNRs的双空心异质结构,极大地提高了复合材料电极的光电化学性能。重要的是,双中空材料的新型异质结显著提高了电荷分离效率和可见光捕获能力。同时,壳层周围超薄的纳米片亚基有利于快速注入载流子,而独特的异质结构和组成特性显著提高了光电转换性能。因此,基于Zn Cd S-HDCs@In2S3-HNRs双空心异质结材料构建了PEC生物传感器,实现对CA15-3标记物精准检测。该生物传感器在1.0×10-5～10 U·m L-1范围内呈较宽的线性,同时表现出对CA15-3较低的检出限(3.78×10-6 U·m L-1)。（2）在上一章节的工作基础上,进一步简化合成步骤通过自模板溶剂热法、离子交换法设计并合成了一种子弹状的中空Zn Cd S-HBPs纳米粒子。同时,将退火后的Ti O2与其组合构建Ti O2@Zn Cd S-HBPsⅡ-型异质结电极,精心设计的制备方法为Ti O2@Zn Cd S-HBPs提供了能带结构匹配且紧密的异质结界面,加速了各组分载流子的快速分离。在Ti O2@Zn Cd S-HBPs中实现高效光电转换的基础上,可提高所构建的PEC生物传感器电极的精度和抗干扰能力,该PEC生物传感器在1.0×10-2.5～1.0 U·m L-1线性范围内检测CA19-9抗原具有较为优异的灵敏度,同时表现出较低检测限0.28 m U·m L-1,并且精心构建的PEC生物传感器在特异性、稳定性和重现性等方面均表现优异。