近年来,随着经济的高速发展以及煤炭、石油等化石燃料的过度开采,人类面临着巨大的能源危机,消耗这些化石燃料的同时也带来了严重的环境污染问题,环境污染和能源危机是人类亟待解决的主要问题。1972年,日本东京大学的Fujishima和Honda在((Nature))上报道：Ti02半导体电极与金属电极所组成的电池受到光的辐射,会持续不断的发生水的氧化还原反应产生H2。自此,半导体光催化技术被认为是解决世界能源危机的重要手段,并且利用半导体光催化剂把光能转化成电能和化学能成为最炙手可热的研究领域之一。目前人们探究了一大批性能优异的半导体材料体系,主要集中在具有d0电子结构的过渡金属氧化物,然而这类材料体系中的d电子有较强的局域性,太阳能利用率相对较低。具有d10结构的p区氧化物Zn2SnO4半导体由于其具有较高的电子迁移率在许多领域均有潜在的应用而成为本论文要研究的基底材料。然而,Zn2SnO4半导体材料的带隙比较宽,使得其只能吸收太阳光中占小部分的紫外光,严重的制约了其在实际生产生活中的应用。因此,如何通过简单的修饰方法改善Zn2SnO4自身存在的不足是目前迫切需要解决的问题。本工作针对宽带隙Zn2SnO4半导体自身存在的问题,采用与具有光敏性的窄带隙半导体复合构筑异质结以及通过简单的表面涂覆等改性方法,来拓宽尖晶石Zn2SnO4基复合材料的光谱响应范围,使其在可见光下具有催化活性。主要研究内容及结果如下：从第二章开始,我们主要介绍通过异质结的构筑将Zn2SnO4与窄带隙半导体BiOI复合来实现Zn2SnO4基复合材料的可见光催化活性。通过简单的水浴方法将n型Zn2Sn04纳米颗粒固定在p型BiOI的纳米片上制备出BiOI/Zn2SnO4p-n异质结,并且在可见光下通过降解甲基橙来评估其催化性能。测试结果表明BiOI/Zn2SnO4异质结催化剂在可见光下具有极好的催化降解活性。BiOI/Zn2SnO4异质结增强的光催化性能主要因为其匹配的能带结构以及BiOI与Zn2SnO4纳米颗粒之间形成的异质结。当BiOI和Zn2SnO4彼此接触形成异质结时,位于BiOI导带上的光生电子很容易跃迁至Zn2SnO4的导带上。另外,异质结形成的内电场进一步促进了光生电子及空穴对的分离。在第三章中,我们采用碳包覆这一修饰方法对半导体Zn2Sn04进行改性研究,成功地制备出具有可见光催化活性的碳包覆的Zn2SnO4(以下用C@Zn2SnO4或者C@ZTO表示)的复合纳米材料。选用廉价且绿色的葡萄糖作为碳源与已制备出的Zn2SnO4纳米晶混合进行水热反应制备出C@Zn2SnO4复合材料。在可见光下,通过降解染料罗丹明B来评估复合样品的催化性能,结果显示纯的Zn2SnO4在可见光下对RhB的降解效果比较小,而C@Zn2SnO4复合样品的催化性能有一个明显的增强。样品催化性能的提高主要由于碳层的引入增强了样品在可见光区的吸收能力以及碳层的存在能够快速的导走电子进而抑制了光生电子及空穴的复合。另外,在Zn2SnO4的水热合成过程中,我们通过加入不同的锌源实现尖晶石Zn2SnO4内部结构的部分转化调控。水热反应过程中由ZnSO4·7H2O为锌源制备出的Zn2SnO4与由Zn(CH3COO)2为锌源制备出的Zn2SnO4的吸收边相比较,吸收边有一个明显的红移。这一现象的出现可能是由于尖晶石Zn2SnO4内部的阳离子排布发生了部分变化所致。本章的工作阐明了碳的表面涂覆改性能够明显提高半导体Zn2SnO4的可见光催化性能。第四章对本论文进行了总结,归纳了论文的创新点,并对今后将要开展的研究工作进行了展望。