环境污染和能源短缺是制约着人类社会、经济发展的重要因素之一，研究节能环保的环境治理技术势在必行。光催化技术可以利用光能和半导体材料在常温和常压条件下直接降解各类有机污染物，具有效率高、无选择性等优点。光催化材料是光催化技术的核心，其微观特征包括形貌、尺寸和孔结构等对其光催化性能和回收利用影响较大，因此开发新型高效且易于回收利用的光催化材料是近年来人们研究的热点之一。为此，论文使用多种简单易行的方法合成了多种新型光催化材料，通过改变实验条件有效的实现了光催化材料的可控合成，探讨了光催化材料的形成过程。同时，研究了所制备的光催化材料降解环境中有机污染物的性能和相关机理。论文的主要研究工作如下：（1）以Zn4CO3(OH)6·H2O微米球为模板剂，采用水热法原位制备了Zn2GeO4空心微米球，采用XRD、XPS、SEM、FESEM、HRTEM、N2吸附-脱附和UV-visDRS等多种表征手段，分析了Zn2GeO4空心微米球的物相组成、微观结构、比表面积和光吸收性能等。基于密度泛函理论，采用CASTEP软件包计算了Zn2GeO4半导体的能带结构和态密度分布，结果表明Zn2GeO4半导体为直接半导体，其价带主要由O2s、O2p、Ge4s、Ge4p和Zn3d轨道构成，而其导带主要由Ge4s、Ge4p和Zn4s轨道构成。同时，研究了反应温度和时间对Zn2GeO4空心微米球生长过程的影响，发现当温度为200°C时，能够形成纯相的微米空心球。随着时间的增加，Zn2GeO4空心微米球的组成单元纳米颗粒发生劈裂现象，即从纳米颗粒逐渐溶解结晶再生成纳米棒束。利用降解甲硝唑溶液实验证明了Zn2GeO4空心微米球具有良好的光催化活性和稳定性。（2）采用一步法在低温下制备了Ag2ZnGeO4空心微米球，分析了Ag2ZnGeO4空心微米球的物相组成、元素价态、微观结构、比表面积和光吸收性能等。理论计算表明其为间接半导体，价带主要由O2s、O2p、Zn3d、Ge4s、Ge4p和Ag4d轨道组成，导带主要由Zn4s、Ge4s、Ge4p和Ag5s轨道组成。研究了氨水投加量、AgNO3投加量和反应时间对Ag2ZnGeO4空心微米球生长过程的影响，提出了Ag2ZnGeO4微米球的生长过程符合在Ostwald熟化机制。此外，探讨了Ag2ZnGeO4空心微米球、Ag/Ag2ZnGeO4和ref-Ag2ZnGeO4降解酸性红G溶液过程中的动力学和活性物质类型。（3）采用离子交换法在常温下制备了Cd2Ge2O6/CdS核壳纳米棒复合物。FESEM、HRTEM、EDX和XPS测试结果表明CdS纳米颗粒均匀分布于Cd2Ge2O6的表面且复合物为核壳结构，这有利于其对光的吸收和电子空穴的分离。利用UV-vis DRS测试分析了Cd2Ge2O6/CdS复合物样品在可见光区域的光吸收性能和CdS的负载量对Cd2Ge2O6吸收带边的影响。采用理论计算和自由基捕获实验分析了Cd2Ge2O6/CdS复合物中电子转移规律和降解酸性红G溶液过程中的活性物质类型。研究表明Cd2Ge2O6/CdS复合物在可见光下具有良好的光催化性能归因于CdS和Cd2Ge2O6的匹配的价带导带位置和一维核壳结构。（4）以水热法制备的GaOOH微米棒为模板，通过焙烧制备了混合相α-Ga2O3/β-Ga2O3微米棒。采用多种表征手段研究了不同温度下焙烧所制备Ga2O3微米棒的晶相、微观结构等。降解甲硝唑实验表明相对于单一相α-Ga2O3和β-Ga2O3，混合相α-Ga2O3/β-Ga2O3具有较高的光催化性能，这是由于混合相α-Ga2O3/β-Ga2O3中形成异质结结构，有利于光生电子和空穴的分离。此外，循环实验表明所制备的Ga2O3微米棒还具有良好的光催化稳定性且易于回收。