在寻找有效缓解全球环境污染日益严重的方法过程中,纳米半导体光催化剂材料成为了材料学和光催化学研究的热点。TiO₂纳米材料由于具有众多独特的性能,在光电转换、多相光催化等领域引起广泛关注。但是,当纳米TiO₂用于光电转换和光催化材料时,其较宽的禁带和较低的量子产率仍然是限制TiO₂发展的主要原因。目前针对这两方面问题研究者采取了多种改性措施,其中半导体复合是比较有效的扩展样品可见光吸收范围的一种改性方法,且一系列非TiO₂体系如钙钛矿等的新型光催化剂的研究也在逐渐升温,但是钙钛矿在合成过程中存在的问题一定程度上影响着其性能的提高。基于以上论述,本论文中为了解决钙钛矿合成过程中焙烧团聚的问题,将通过使用模板法合成钙钛矿型复合氧化物LaFeO₃,以增加样品的比表面积,进而提高其光催化性能;并且利用该模板法合成的LaFeO₃进一步与TiO₂复合,希望拓展TiO₂的光学响应范围。本论文利用介孔SiO₂ SBA-16为硬模板,以硝酸盐为原料通过浸渍过程制备了纳米LaFeO₃,并通过TG-DTA、XRD、BET、N2吸附-脱附、Raman、SEM、TEM、XPS、Uv-Vis、SPS等测试技术对样品进行表征,此外,利用可见光下降解染料污染物来评价样品的光催化性能。结果表明:所合成纳米LaFeO₃具有高的比表面积,其比表面积远远超过了传统的柠檬酸络合法所合成的样品。随着热处理温度升高,所合成的纳米LaFeO₃的结晶度逐渐变高,即使在焙烧温度为800℃时,纳米LaFeO₃的比表面积值仍然保持在85 m2·g-1。高的比表面积与粒子尺寸分布在纳米级和其多孔结构有关。在可见光催化降解罗丹明B的结果中可以看到:所有纳米LaFeO₃的样品的可见光活性都高于商品TiO₂ P25,并且随着样品焙烧温度升高其活性逐渐提高,这主要与样品具有大的比表面积和高的结晶度导致的光生载流子分离效率增加有关。文中还利用纳米TiO₂水热粒子与以上方法合成的纳米LaFeO₃复合,合成了LaFeO₃-TiO₂复合半导体材料,复合样品LaFeO₃-TiO₂分别使用XRD,TEM,Uv-visDRS,SPS等方法进行表征,还利用可见光和紫外-可见光下降解罗丹明B来评价样品的光催化性能,表征结果表明:少量LaFeO₃的加入即有较强的抑制TiO₂晶相转变的作用,而且光学吸收性能显示LaFeO₃-TiO₂不但可以吸收紫外光,而且具有明显的可见光吸收。通过分析表征结果,初步得出抑制相变机制是由于LaFeO₃的多孔结构和小尺寸的TiO₂水热粒子的相互结合,使得部分TiO₂粒子被固定于多孔LaFeO₃表面,有效抑制TiO₂的相变。光催化结果显示:不仅LaFeO₃-TiO₂的紫外光活性远远超过纯TiO₂最好活性的样品,而且其可见光活性也大大超过了纯LaFeO₃活性最好的样品。光催化结果很好的验证了光学吸收性能表征结果。分析其活性提高机制主要是由于复合样品中有锐钛矿相TiO₂,金红石相TiO₂以及LaFeO₃三种晶相形成三相结,它们之间相互作用,不但使样品对光响应的范围向可见光扩展,而且因相转变温度升高,增加锐钛矿相TiO₂的结晶度,即有较高的光生载流子的分离效率,提高其紫外-可见光催化活性。此方法有效地扩展了催化剂光响应范围,而且钙钛矿与半导体氧化物复合的结构设计也为合成具有高活性的可见光及紫外-可见光光催化剂提供了条件。