α-氧化铁（α-Fe₂O₃）资源丰富、环境友好、化学稳定性好、具有合适的能带等优点,是一种具有良好应用前景的光催化剂。氧化铁的形貌多样,其中纳米棒形貌有利于电子、空穴分别沿着棒的轴向和径向传输,降低电子-空穴对的复合,提高光催化性能。目前α-Fe₂O₃在光解水制氢、光降解污染物、光电催化还原CO₂、以及传感器等多方面都有广泛的研究。因此,通过制备工艺的优化,提高α-Fe₂O₃的光电化学性能显得尤为重要。本论文以水热法为基础制备了α-Fe₂O₃纳米棒,通过对α-Fe₂O₃纳米棒进行修饰、复合,找出提高材料光电化学性能的制备工艺。通过XRD、SEM、EDS表征样品的晶型、表面形貌及元素含量,通过Raman光谱表征样品的物相结构,通过UV-Vis漫反射光谱研究样品的光学性质,以及通过PL光谱研究样品表面的电荷复合情况,最后对复合样品进行光电化学性能表征。论文主要研究工作分以下几点:1、通过水热法制备了α-Fe₂O₃纳米棒,直径约为80¹20 nm。通过水热反应和光沉积的方法在α-Fe₂O₃纳米棒表面复合还原氧化石墨烯（RGO）薄膜和Ag纳米颗粒。Fe₂O₃/RGO/Ag复合样品展现出最小的阻抗,最大的电子浓度(1.14×10²² cm^-3),光电流密度在0.23 V（1.23 V vs RHE）条件下达到了0.72 mA/cm²,其最大的光转化效率为0.15%,是α-Fe₂O₃光转化效率（0.07%）的2倍多,这归因于RGO促进了电子的转移,Ag的表面等离子体共振效应,产生大量的光激发电子导入半导体中,RGO及Ag的协同作用增大了光的吸收及扩大了光的吸收范围。2、通过水热法和高温浸渍法制备了具有p-n型转变的α-Fe₂O₃/NiFe₂O₄的复合样品。UV-Vis漫反射光谱指出复合物明显提高了光的吸收强度和吸收范围。随着高温浸渍次数的增加,复合物的光电化学性能先增强后减弱,高温浸渍循环3次制备的α-Fe₂O₃/NiFe₂O₄复合样品的光电性能最高,复合NiFe₂O₄后降低了起始电位,减小了阻抗,这与NiFe₂O₄的厚度有关。随着高温浸渍循环次数的增加,α-Fe₂O₃外围包覆的NiFe₂O₄的厚度增大,光电化学性能提高,但是,过量的NiFe₂O₄则会阻碍了对光的吸收,导致光电化学性能降低。3、通过水热反应和高温气相反应制备了α-Fe₂O₃/FeS₂的复合物。电化学研究表明,随着温度的升高、煅烧时间的延长,复合样品的光电化学性能呈现出先增强后减弱的趋势,其中在煅烧温度500℃,时间2 h制备的α-Fe₂O₃/FeS₂复合物光电化学性能最高。其光电流密度在0.23 V（1.23 V vs RHE）条件下达到了3.68 mA/cm²,电子浓度为5.56×10²⁴ cm^-3,约是纯α-Fe₂O₃电子浓度(2.25×10²¹ cm^-3)的2000多倍。复合材料降低了起始电位,提高了平带电位,增加了载流子的浓度,这主要归因于FeS₂窄的禁带宽度,与α-Fe₂O₃复合后增加了对可见光的吸收,同时形成的α-Fe₂O₃/FeS₂异质结促进了光生电荷的分离。