在能源开发和利用、环境治理与保护等诸多领域中,催化体系都是研究的核心内容。催化剂作为催化反应发生的载体和“加速器”,其组成、结构与形貌等因素成为了影响催化活性的主要因素。尤其是固体催化剂表面,可以对活性位点的数量、表面电荷密度以及反应势能等产生影响;而复合催化材料中界面的形成,能对（光诱导）电荷的分离与传输、反应类型的调控等起到至关重要的作用。因此,深入研究催化材料表/界面的组成、结构及其与催化活性的构效关系,对于新型高效催化材料的开发和利用具有重要的意义。因此,本论文以电催化、光电催化为研究体系,分别以不同的金属氧化物半导体及其复合物为研究对象,以复合催化材料的表面和界面特点为研究目标,深入研究金属氧化物半导体材料的尺寸、晶面、表面态以及复合体系的界面、协同作用等对催化反应活性的影响。具体工作包括:（i）设计构筑了铜铁矿CuFeO₂和碳纳米管复合催化材料CuFeO₂-CNT,并深入研究了该催化材料具有优异电催化氧气还原性能的原因。由于碳纳米管的引入,不仅实现了常规合成方法中难以实现的CuFeO₂尺寸纳米化,而且增加了电荷传输效率。二者的协同作用,在比表面积、活性位点数量、物质传输和电荷传输能力等方面都产生了极大的增益,因而使复合催化剂展现出良好的电催化氧气还原性能。（ii）利用简单的水热反应制备TiO₂纳米棒阵列光阳极,并探讨其表界面及复合后结构对材料光电催化分解水产氧的影响。通过煅烧温度调节TiO₂纳米棒阵列的晶型、晶面以及表面形貌等参数,并通过X射线光电子能谱、表面光电压谱等技术深入研究不同的晶面、表面态类型等材料特性对光催化产氧性能的影响。在TiO₂纳米棒阵列光阳极的基础上,设计制备BiVO₄/TiO₂纳米棒阵列,进一步对半导体界面的形成及其对光生电荷行为的影响进行研究。