CeO₂材料因其独特的电子结构和较高的光吸收阈值,成为一种有效的光催化剂。然而可见光利用率低和光生电子-空穴复合率高等缺点,限制了该材料在光催化领域的应用。大量研究表明,设计合理的结构和形貌、离子掺杂、半导体复合等方法均可有效提高CeO₂材料的催化活性。本论文选择CeO₂作为研究对象,通过水热法和煅烧处理技术制备出单壳、双壳和三壳CeO₂空心球壳光催化剂;通过改变水热过程中Ti与Ce的摩尔比制备出了TiO₂-CeO₂不同比例空心球壳复合光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、DRS和PL等测试手段表征产物样品的形貌、结构和光学性质;利用XPS、FTIR技术分析材料化学组态和表面官能团。以亚甲基蓝（MB）作为目标降解物,在可见光和H₂O₂辅助下分别评价了单壳、双壳和三壳CeO₂空心球壳,以及TiO₂-CeO₂空心球壳的光催化性能,探究了光催化活性的影响因素。主要研究内容及结果如下:（1）生成的CeO₂空心球壳的前驱体具有光滑的表面,是负载Ce³⁺的实心碳微球,粒径分布在3?7?m;相比碳球,CeO₂空心球壳前驱体表面羟基、羧基等含氧官能团信号峰的强度下降甚至消失,表明这些含氧官能团的存在是影响碳球吸附金属离子的关键。控制煅烧温度和速率去除模板后生成了结晶性好、纯度高的单壳、双壳和三壳CeO₂空心球壳;单壳CeO₂空心球壳直径在1.5?m左右,且表面褶皱;双壳和三壳CeO₂空心球壳的粒径均可达到3?m左右,双壳的表面仍呈褶皱状,三壳的球面相对较光滑。三壳CeO₂空心球壳的禁带宽度为3eV,小于CeO₂纳米颗粒的禁带宽度3.08eV。（2）加入少量H₂O₂,CeO₂空心球壳的催化活性显著提高。通过对比发现,CeO₂空心球壳的催化活性比CeO₂纳米颗粒的催化活性好,而且随着CeO₂空心球壳层数的增加催化活性也不断的提高。在一定范围内,随着催化剂浓度的增大催化性能先提高后降低,随着H₂O₂浓度增大催化性能不断提高。pH=11时,在H₂O₂辅助下CeO₂空心球壳具有良好的催化活性,5min内MB的去除率高达86%,同时催化剂的稳定性很好。（3）Ti与Ce的摩尔比为2:8时XRD谱图中出现了TiO₂的衍射峰,随着Ti与Ce摩尔比增加衍射角向大角度偏移。Ti与Ce的摩尔比为1.5:8.5时,衍射角向小角度方向偏移。生成的TiO₂-CeO₂空心球壳的粒径较为均匀,尺寸大约为2-3?m。随着Ti与Ce摩尔比增加,TiO₂-CeO₂空心球壳的厚度减小,最终出现单壳空心球壳结构。（4）随着Ti与Ce摩尔比的增加,TiO₂-CeO₂空心球壳结构即有效地阻碍了光生电子与空穴的复合,又使半导体禁带宽度窄化,从而提高了其光催化效率。2TiO₂-CeO₂空心球壳的催化活性最佳。该催化剂具有高的循环稳定性,循环4次后染料MB去除率与首次使用基本保持一致。