采用简单的水热和煅烧二步法,成功合成了可控的花状和稻草捆状氧化铜半导体催化剂。研究了前驱体中铜离子浓度,乌洛托品添加量,以及反应时间和温度对样品的影响。利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率的透射电子显微镜(HRTEM)、氮气吸附等温曲线等分析表征手段对样品形貌,结构和比表面积等进行了表征。实验结果显示,CuO显示了均一的稻草捆状形貌,并且单个捆沿[001]方向优先生长。稻草捆状CuO主要的形成过程遵循着晶体的分裂过程。此外,以含有罗丹明B (RhB)的废水作为模拟工业废水,对草捆状CuO的光催化性能进行了研究。结果表明,在可见光照射下(λ≥420 nm),草捆状CuO在降解罗丹明和甲基橙的混合废水时,降解效率是无规则CuO颗粒的5.3倍,其高光催化活性主要归因于的草捆状CuO的{110}面的高暴露和更高的结晶度。基于稻草捆状Cu0的晶体分裂机理,采用简易的水热法,通过调控前驱体的浓度成功合成出了一维到三维的羟基磷酸铜(Cu(OH)P04)多级结构。通过实验与密度泛函理论(DFT)相结合,我们发现Cu(OH)P04在降解罗丹明染料过程中,体现出优异的光催化性能。这可能归因于Cu(OH)P04中羟基的贡献,它的存在更利于形成更多的羟基自由基。此外,羟基中的氧影响了 Cu(OH)P04的部分态密度(PDOS)和总态密度(TDOS),因此使Cu(OH)P04的禁带宽度的增加和导带位置的提高。此研究为设计合成新的光催化剂或光电材料提供了一种通过引入羟基基团的方法。