α相氧化铁（α-Fe₂O₃）,属于n型半导体,禁带宽度较窄（2.2 eV）,具有很强的可见光吸收能力,同时,由于其化学性能稳定、价格低廉、环境友好,具备磁性便于回收再利用,被广泛应用于光催化领域。但由于其作为金属氧化物,比表面积较小,导致反应活性位点少,反应基质吸附量小。并且,在光催化反应中,由于较窄的禁带宽度,使电子的迁移距离变短,导致电子空穴对易结合。这些缺点影响了氧化铁的光催化活性。同时,α-Fe₂O₃材料具有很多独特的特性,这种特性可以有效利用在超级电容器中。比如很高的理论比容量、可以进行可逆的电化学氧化还原反应、价格便宜和环境友好特性,这些特性使得α-Fe₂O₃成为很有潜力的超电材料。并且通过转移电子通过电极电解液界面进行氧化还原反应,α-Fe₂O₃会产生比双电层电容更高的赝电容。但是α-Fe₂O₃材料通常导电性都很差,这会降低其电子传输效率不利于超电性能的提升。基于上面的描述,我们对α-Fe₂O₃材料进行了形貌调控并且将其与石墨烯进行复合变成复合物来提升其超电以及光电催化的性能。本文中我们主要使用水热/溶剂热法来制备具有不同形貌的α-Fe₂O₃,采用微乳液模板法使氧化铁基本组成单元自组装为中空结构,提升其比表面积以便获得更多光催化活性位点来提高其光催化活性,并对其生长机理进行研究,然后,将氧化铁纳米颗粒负载在石墨烯表面,制备出具有可见光响应和高光催化活性的Fe₂O₃/rGO复合材料,并对其光催化活性进行研究。全文主要包括以下研究内容:（1）首先采用溶剂热法,应用不同种沉淀剂制备出不同形貌结构的氧化铁,然后探究其光催化性能,寻找到自组装结构活性最高的基本组成单位:纳米片。随后,通过微乳液法,引入离子液体作为模板,生成氧化铁中空多孔结构,通过控制离子液体加入量,探究了离子液体的注入对于其形貌结构的影响,以时间为变量,探究了氧化铁中空微球的生长机理,通过分析其形貌特征,提出了成核-溶解-再组装的生长机制。我们还对制备的氧化铁多孔球进行了罗丹明B的可见光光催化降解实验,结果表明样品具有很好的光催化性能和稳定性。此外,通过分析氮气吸脱附曲线与光吸收曲线,提出了样品具有高光催化活性的原因。探究其磁性验证样品是否能回收再利用。（2）使用微波水热法,简单快速的获得Fe₂O₃/rGO复合材料,并探究反应条件对Fe₂O₃颗粒大小的影响,详细探究其最优光催化环境及探究样品初始浓度、初始pH、染料初始浓度等对光催化性能的影响。得到最优RhB初始浓度为20 mg/L,催化剂用量为0.6 g/L,反应pH为RhB初始pH值。并提出其可能的光催化反应机理。（3）使用微波水热法,制备出4 nm Fe₂O₃与rGO复合材料,并探究其电化学性能,在电压范围为-0.8^-0.1 V区间内,复合材料比容量高达464 F/g（1 A/g）,接近理论比容量,并且其具有良好的倍率性能,在电流密度为10 A/g时,其比容量依然保持在为372 F/g,比电容保持率高达80%。在电流密度为2A/g,10000次充放电循环后,电容保持率为76.5%。