目前,能源枯竭和环境污染已成为全人类面临的亟待解决的重大课题。纳米材料的出现为有效解决能源短缺和环境问题提供了新的思路和方法。纳米氧化锌、卤氧铋分别可以利用紫外光和可见光降解水体中污染物以及空气中的有害气体,在解决环境污染方面具有巨大的应用前景。此外,氧化锌基颜料具有高的近红外反射率,因而可以应用于反射隔热涂料中来降低南方炎热地区建筑物的空调能耗。但是这些纳米材料在应用中存在一些问题,如纳米颗粒在应用中极易团聚,大大降低了反射性能和光催化性能;纳米光催化剂存在回收困难等问题。此外,目前对能同时解决能源问题和环境问题的多功能复合材料的研究较少。本论文通过将纳米氧化锌和卤氧铋包覆到空心玻璃微珠表面,制备出同时具备反射隔热性能和光催化性能的多功能复合材料,有效的解决了纳米颗粒分散性和回收困难问题,拓展了空心玻璃微珠基复合功能材料在解决能源问题和环境污染问题中的应用。本文采用非均相沉淀法在空心玻璃微珠表面构筑了不同组成和微结构的纳米氧化锌和卤氧铋颗粒,系统研究了氧化锌和卤氧铋组成、微结构对其光催化性能和反射隔热性能的影响。具体内容包括以下几个部分:(1)研究了合成工艺条件对玻璃微珠表面氧化锌形貌及包覆量的影响,研究了不同形貌的纳米氧化锌的生长机制,研究了纳米氧化锌与玻璃微珠之间的结合机制。当氧化锌种子浓度为0.0105~0.0175mol/L,反应时间为4~6h,反应温度在80~90℃,硝酸锌浓度为0.035~0.05mol/L时,可制备出包覆率高、具有不同纳米氧化锌形貌的ZnO/HGM复合颜料,纳米氧化锌通过Zn-O-Si键锚固在空心玻璃微珠表面。(2)研究了玻璃微珠表面纳米氧化锌形貌对反射性能、隔热性能和光催化性能的影响。发现空心玻璃微珠表面纳米氧化锌的形貌对其反射隔热和紫外光催化活性影响较大,近红外反射率大小:氧化锌纳米颗粒>氧化锌纳米片>氧化锌纳米板,复合颜料的最大近红外反射率可达95.7%,最大隔热温差为11.1℃。紫外光催化活性大小:氧化锌纳米板>氧化锌纳米片>氧化锌纳米颗粒,氧化锌纳米板包覆空心玻璃微珠样品3小时对罗丹明B降解率为91.9%。(3)研究了工艺条件对玻璃微珠表面卤氧铋形貌的影响,研究了空心玻璃微珠表面卤氧铋的组成对其反射隔热和可见光催化活性的影响。单一相BiOCl/HGM在可见光下对罗丹明B染料的降解主要是通过光敏化降解。掺入Br和I元素之后,复合颜料禁带宽度减小。Cl与Br摩尔比为1:3时,复合颜料可见光光催化活性最佳,10min内对罗丹明B染料的降解率达到99.8%。卤氧铋包覆空心玻璃微珠样品的近红外反射率达到92.05~95.19%。与未涂覆复合颜料的铝板相比,铝板上表面温度降低了5.1~9.4℃,保温箱内部温度降低了1.8~4℃。