光催化技术能有效将太阳能转换为化学能,降解废水中的有机、部分无机和重金属污染物,是同时解决能源和环境问题的新型方法之一。人们开发的光催化剂以无机半导体纳米材料为主,例如金属氧化物、硫化物以及氮氧化物等。此类半导体具有化学稳定性高、生物相容性好、价格低等优点。但同时具有只对紫外光响应,光吸收范围窄的缺点,不能有效利用太阳能,严重制约了其实际应用。因此,改进传统光催化剂的性能以及探索高效实用的新型光催化剂尤为重要。本文研究了稀土掺杂二氧化钛（TiO₂:RE）和TiO₂/SiO₂复合纳米材料、铋盐纳米材料以及石墨烯-金属氧化物复合纳米材料的光催化活性。具体内容如下:（1）以碳微球为模板,溶剂热法制备出TiO₂:RE和TiO₂/SiO₂中空微球。采用X射线衍射、透射电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱分析三种测试手段对产物进行相关表征,并研究了其在光照下对罗丹明B染料的降解性能。结果表明:成功制备了两种具有中空结构的产物,且尺寸均一;稀土的掺杂和SiO₂的复合都扩展了TiO₂的光响应范围。五种TiO₂:RE中空微球中,TiO₂:La中空微球的光催化活性最强。研究SiO₂的复合量对TiO₂光催化活性的影响表明:TiO₂和SiO₂的质量比为2:1时,光催化活性最好。两种产物均具有良好的重复使用性。（2）一步溶剂热法制备了Bi₂MoO₆、Bi₂Mo₂O₉微球和Bi₂MoO₆/Bi₂O₃复合中空微球。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱分析和荧光光谱分析对产物进行表征,并研究了样品在可见光照下对罗丹明B的降解性能。结果显示:成功制备了Bi₂MoO₆、Bi₂Mo₂O₉微球和具有中空结构的橄榄球形Bi₂MoO₆/Bi₂O₃复合纳米颗粒,尺寸均一。三种产物都对可见光响应,Bi₂MoO₆/Bi₂O₃复合中空微球的光催化活性最强,且具有良好的化学稳定性。（3）以硫脲为硫源、乙二醇为溶剂,一步溶剂热法制备了rGO/ZnS复合材料。采用X射线衍射、透射电镜、紫外–可见漫反射光谱分析和荧光光谱分析对产物进行表征,在紫外光照下对罗丹明B进行降解研究其光催化性能。结果显示:尺寸均一的ZnS纳米颗粒附着在石墨烯的表面,石墨烯的复合提高了产物的光催化活性。研究石墨烯的复合量对ZnS光催化活性的影响表明:石墨烯的掺杂量为14%时,光催化活性最强,且具有良好的重复使用性。