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非金属掺杂可以有效地窄化半导体的禁带宽度,扩展半导体的可见光响应,从而提高半导体材料的可见光光催化活性。本论文以此为机理,成功合成出具有可见光响应的球状C掺杂TiO2材料,C掺杂Nb2O5材料和C,F共掺杂Nb2O5材料。第一章为绪论,主要介绍了半导体光催化技术的相关原理,提高半导体光催化活性的常用途径,和的备纳米材料的常用方法。第二章,将C掺杂和合成多级结构的孔材料相结合,以钛酸四丁酯为钛源,采用溶剂热法,在乙醇体系下合成出球状C掺杂TiO2材料。材料具有由纳米粒子组成的多级结构。通过乙酸加入量能够控制材料形貌的大小,可以满足实际应用中的各种需求。c原子进入TiO2晶格内部,取代了O原子,窄化了TiO2的禁带宽度,拓宽了材料的可见光响应范围,提高了材料的可见光光催化活性。第三章,以NbCl5为前驱体、乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成出具有高比表面积的C掺杂Nb2O5材料。材料中C原子进入Nb2O5晶格内部,取代了O原子,窄化了Nb2O5的禁带宽度,拓展了其可见光响应范围,合成材料在可见光下光解水制氢和光降解有机染料的实验中表现很好的光催化活性。合成过程中,煅烧温度和晶化温度能够显著影响材料的比表面积和c掺杂量,对材料的光催化性能影响显著。乙酸加入量和晶化时间对样品的结构和组成影响较小,进而对光催化活性影响不是很大。第四章,在合成C掺杂Nb2O5的基础上,合成出C,F共掺杂Nb2O5材料。F离子能够促进Nb2O5纳米晶沿着[001]方向取向性生长。F原子并没有进入Nb2O5晶格内部,而是以离子的形式均匀的分散在Nb2O5的纳米结构中,能够促进Nb2O5表面·OH自由基的产生,从而达到提高合成样品光催化活性的目的。第五章,对本论文的内容进行总结。