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氧化锌(ZnO)纳米结构具有优异的光电性能,已被广泛应用于水处理、环境净化、涂料和太阳能电池等领域。在污水处理中,ZnO纳米结构存在回收难,易团聚等缺点。花状纳米ZnO催化材料能促使污染物在其内部流通顺畅、接触充分和反应效率高,但纯花状纳米ZnO仍然面临着光谱响应范围窄和载流子分离率低的问题,导致其在自然太阳光下显现出较低的光催化活性。为了简化制备工艺,降低能耗,获得可见光响应ZnO基催化材料,本文设计以氢氧化钠(NaOH)、六水合硝·酸锌(Zn(N03)2·6H20)、十六烷·基三甲基·溴化铵(CTAB)为合成原材料,去离子水为溶剂,低温水热法制备花状纳米ZnO催化材料,并分别使用石墨烯(GO)、硫化钼量子点(MoS2QDs)和氧化亚锡(SnO)作为改性材料,来提高花状纳米ZnO催化材料的光吸收能力和光生载流子分离率,最终获得可见光响应、催化活性高的花状纳米ZnO基复合结构。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、光电子能谱(XPS)、荧光光谱(PL)、光电流、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)、循环伏安曲线(CV)和交流阻抗(EIS)等研究改性材料、制备工艺对花状纳米ZnO结构的形状、光学性质和光催化性能的影响,获得改性增强机理。本论文得到的主要研究结果如下:(1)在90℃下,采用水热方法成功合成了花状纳米石墨烯/ZnO结构。引入石墨烯没有改变花状纳米ZnO形状,但提高了其对可见光的吸收能力、降低了电子和空穴的复合;同时,由于石墨烯具有优异的电学性能和特殊的结构,赋予了花状纳米ZnO结构较高的内部电导率和比电容,促进了电子的转移,从而使花状纳米ZnO材料展示出优越的光降解能力和高稳定性。当石墨烯与ZnO的质量百分比为0.37时,合成的复合材料具有最佳的光催化性能;在自然太阳光光照下,最佳样品能在120分钟内完全降解罗丹明B;经5次循环后,花状石墨烯/ZnO复合材料光催化降解效率仍保持在95%以上。(2)在低温下,利用水热方法获得了粒径尺寸为1.2～2.1 μm的花状硫化钼量子点/ZnO纳米结构。引入硫化钼量子点拓展了花状纳米ZnO结构的光谱响应范围;同时,两者之间形成的“协同效应”提高了花状纳米ZnO结构中光生载流子的分离率,获得了具有高光催化效率、优异稳定性的硫化钼量子点/ZnO复合材料。当硫化钼量子点与ZnO的质量百分比为0.11时,所制备的花状复合材料具有最佳的光催化降解性能,能在自然太阳光光照下,在90分钟内将罗丹明B分解完;经过5次循环测试后,花状硫化钼量子点/ZnO复合物的降解效率仍在95%以上。此外,由于硫化钼特殊的电学性能和独特的内部结构,使花状纳米ZnO结构在黑暗下仍表现出较好的催化活性。(3)通过水热方法成功获得具有活性高、稳定性好、光记忆能力的花状SnO/ZnO纳米结构。掺入SnO提高了花状纳米ZnO结构的可见光吸收能力;同时,SnO和ZnO之间形成有“协同效应”的p-n异质结,减少了电子-空穴的复合数量,增强了花状ZnO光催化效率。当SnO与ZnO的质量百分比为12.7时,所合成的花状复合材料具有最好的光催化降解性能,能在自然太阳光光照下,在60分钟内分解完罗丹明B;经5次循环稳定性实验后,花状SnO/ZnO复合材料的降解效率维持在97%以上。此外,SnO特殊的原子结构和优异的电学性能,使花状纳米ZnO结构在黑暗下表现出一定的催化活性。