钛酸钡（BaTiO₃）是一种典型的钙钛矿结构材料,是现今材料科学研究的重点课题之一。本文在制备形貌良好的BaTiO₃基复合材料的基础上,探究其光电性能和反应原理,为铁电材料在光催化、机电转换等领域的应用奠定基础,提高钛酸钡基复合材料在环境处理,建筑物节能方面的应用潜力。文中首先以自制的TiO₂微球为模板,通过简单的水热法结合后续的热处理工艺制备出具有良好形貌的BaTiO₃微米球。研究表明,反应时水热温度和热处理工艺对产物最终的形貌和产量起到关键作用,在90°C水热条件下,Ba²⁺与溶解在水中CO₂反应生成的BaCO₃包覆在TiO₂前驱体的表面起到固定钡源的作用,并在后续的热处理中与前驱体进一步反应生成Ba TiO₃,最终得到微纳米分级结构BaTiO₃球,该方法充分利用空气中的CO₂作为反应驱动源,克服了传统水热合成中对副产物BaCO₃的附加酸处理工艺,并将产量提高至39%。以BaTiO₃微球为基体,通过化学沉淀法将Ag₂O纳米颗粒包覆在微球表面,通过调整Ag/Ba的质量比来对复合产物的形貌进行调控,并对制得的异质结构Ag₂O/BaTiO₃的铁电光催化性能进行实验探究,结果表明,在BaTiO₃表面包覆Ag₂O颗粒可以拓宽材料的光响应范围,提高在可见光下对模拟污染物的催化脱色速率。同时,BaTi O₃自身的压电性能和热释电性能对光催化性能起到促进作用,Ag₂O/Ba TiO₃可以在可见光条件下,2 h内使甲基橙达到99%的脱色率。采用溶胶包覆法结合水浴加热法合成了ZnO/Ba TiO₃复合粉体,实验中调控溶胶包覆次数、水浴条件等参数合成了表面生长有均匀纳米棒的ZnO/BaTiO₃复合微球,将制得的复合粉体进行光催化性能测试,最终在氙灯照射3 h后可以使甲基橙达到91%的脱色率。之后又将ZnO/BaTiO₃组装成微纳米发电机,分别对发电机的压电输出、热释电输出和摩擦电输出进行了表征。压电模式下检测到的最大电压和电流值为7.5 V,83 nA,热释电和摩擦电输出的电流强度分别为1.4μA,1.0μA,可以点亮商用LCD及二极管,表现出一定的实际应用价值。