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环境污染、能源短缺和生态破坏已经成为制约人类社会可持续发展的三大全球性问题。为了保障人类社会的可持续发展，需要发展各种污染控制技术，其中，以半导体金属氧化物为代表的气体传感材料和光催化材料在解决环境问题方面有着广泛的应用前景。本文聚焦高性能多组份半导体金属氧化物气体传感材料和石墨烯基多组分半导体金属氧化物可见光驱动光催化剂的制备，并对它们的气体传感性能和光催化性能做了系统的研究。具体内容如下: (1)用简单的水热法合成了ZnO纳米粒子均匀负载在纺锤形α-Fe2O3上的二元异质结构，气敏测试结果表明:该ZnO/α-Fe2O3纳米复合材料具有明显改善的气体传感性能，对乙醇和丙酮的检测灵敏度较单独的ZnO和α-Fe2O3显著提高，且最佳操作温度显著降低，对乙醇、丙醇和异丙醇的检测有一定的选择性。同时，我们还考察了ZnO/α-Fe2O3纳米复合材料光催化降解有机染料的性能，结果表明ZnO/α-Fe2O3较单独的α-Fe2O3对罗丹明B的光催化降解性能有明显的改善。 (2)用简单的水热法以纺锤形α-Fe2O3为基体，通过控制不同的反应条件，制备了两种不同形貌的SnO2/α-Fe2O3异质结构。并对所制备材料的气体传感性能进行了测试，有趣的是，它们对包括乙醇和丙酮在内的常见气体均没有明显的传感响应，我们对这种反常现象提出了解释机理。同样还研究了它们对罗丹明B的可见光光催化降解性能，发现SnO2/α-Fe2O3较单独的α-Fe2O3的光催化降解性能有明显的改善。 (3)通过溶剂热法合成了双组份金属氧化物α-Fe2O3和SnO2与石墨烯的纳米复合材料α-Fe2O3/SnO2/RGO。利用XRD、SEM和TEM对所得复合物进行了表征。研究了该纳米复合材料在可见光条件下分别降解罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的光催化性质，发现Fe2O3/SnO2/RGO的可见光光催化活性较α-Fe2O3/RGO和SnO2/RGO有明显改善。 (4)我们通过简单的溶剂热法制备了三元磁性复合物γ-Fe2O3/SnO2/RGO和γ-Fe2O3/ZnO/RGO。所得复合物对染料污染物具有很好的吸附性能，当复合物浓度为0.6 g/L，染料浓度为5 mg/L时，超过92％的罗丹明B(RhB)、94％的甲基橙(MO)和100％的亚甲基蓝(MB)可以在2min内被吸附除去。此外，所得复合物也显示出高的光催化活性。更重要的是，由于复合物具有相当大的饱和磁化强度，可以进行有效的磁分离，为废水去污提供了有效的分离平台。