氧化铁(Fe2O3)是一种无毒无害的半导体材料，其全球储量巨大，凭借其较窄的禁带宽度以及优异的可见光吸收性能成为光催化领域的热点材料。本论文通过静电纺丝技术合成Fe(acac)3/PVP纳米纤维，并将其作为Fe2O3纳米晶体前驱物，结合水热法创新性地便捷、可控制备了多种微观形貌结构的α-Fe2O3纳米晶体，并对其光伏性能做了系统研究。进一步地，将上述α-Fe2O3纳米晶体与氧化石墨烯(GO)、氧化钛(TiO2)组配，获得系列α-Fe2O3基复合材料，以提高光阳极光电化学性能，具体研究内容如下：
　　(1)通过静电纺丝技术制备Fe(acac)3/PVP纳米纤维，并将其作为水热反应前驱体，可控制备多种形貌结构的α-Fe2O3纳米晶体。静电纺丝过程有效地将水溶性较差的铁盐(Fe(acac)3)均匀分散在PVP骨架中，进而迅速溶解于水溶液，获得均匀、浓度可控的Fe3+前驱液。通过对反应体系pH的改变可便捷、精确地调控纳米晶体成核生长热力学、动力学历程，获得形貌尺寸、内部缺陷结构等可调的纳米晶体。本论文在pH为1.5，2.8，7.0和11.7的条件下，分别获得花状、立方体、不规则颗粒以及纳米片状四种类型的α-Fe2O3纳米晶体，并表现出相应的光电特性。其中，纳米花状α-Fe2O3纳米晶体表现出最强的光催化性能。其瞬态、稳态光电流分别为206μA/cm2和39.2μA/cm2。该优越特性主要可归因于纳米花状α-Fe2O3纳米晶体的3D多孔结构和较小禁带宽度(1.85eV)。相应地，纳米花状α-Fe2O3纳米晶体表现出优良的电子转移效率，其界面电荷转移电阻(Rct)仅为32.2Ω，远小于中性条件下制备的不规则α-Fe2O3纳米晶体(81.2Ω)。
　　(2)石墨烯是一种零带隙的材料，将其与半导体材料复合后可以提高半导体电子转移效率。本论文在水热反应体系中引入GO，便捷地合成比例可调的α-Fe2O3/RGO复合材料。在复合材料中，RGO作为电子传输的桥梁，有效减少了α-Fe2O3光生电子空穴对的复合，从而极大程度上提高了复合材料的光电性能。系统地，本论文探究了GO掺杂比对α-Fe2O3/RGO复合材料的光电性能影响。实验表明，当GO掺杂比为5wt.%时，α-Fe2O3/RGO光阳极表现出最佳光电转化效率，Rct降低至21.8Ω，Jst达到220μA/cm2。
　　(3)TiO2是一种禁带较宽的半导体材料(3.2eV)，其在光电方面应用极其受限。通过电纺技术合成锐钛矿型TiO2纳米纤维，在其表面异相生长α-Fe2O3纳米片，获得α-Fe2O3@TiO2复合光阳极材料，其禁带宽度降低至1.9eV。此外，α-Fe2O3的存在可以有效降低TiO2过电势，因此，α-Fe2O3@TiO2复合材料表现出明显优于TiO2、α-Fe2O3单组分光阳极的电解水性能。