纳米材料的基础科学研究和潜在应用价值使其获得了广泛的关注。因为纳米尺寸的材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和量子隧道效应，所以纳米材料展示了不同于块体材料的光学、磁性和热学性能。　　最近，在模拟太阳光下和包括太阳光中主要能量的可见光下研究光催化剂用于环境治理和新能源开发引起了人们的广泛兴趣。在太阳光下，光催化剂不仅能降解有机物，也能光催化产氢，因此，光催化在解决环境问题和能源危机方面将会发挥巨大的作用。为了增强光催化活性和充分利用太阳光，许多的科学家致力于研究窄带隙的金属半导体。所以，有必要研究扩展到可见光吸收边的有着高活性的和太阳光响应的光催化剂。然而，在模拟太阳光下，限制的光催化活性是光催化剂的主要缺点，这也限制了它的大规模应用。所以，提高光催化剂的活性是至关重要的。　　Bi2O3是一种n型宽禁带金属氧化物半导体，其禁带宽度为3.5eV，因为Bi2O3的宽禁带和快速的光生电子和空穴复合，它的光催化应用还比较少。所以，通过不同的方式，包括复合掺杂等，来缩减禁带宽度非常必要。到目前为止，还没有关于用其他半导体或者金属掺杂来修饰Bi2O3来提高其光催化活性的研究报道。　　除此之外，Cu2O是一种重要的p型窄带隙(Eg=2.0eV)太阳光响应半导体。Cu2O被认为是一种最具有潜在应用价值的光催化剂。然而，形貌和结构效应对于Bi2O3和Cu2O的光催化活性的影响还没有被详细研究。CdS是一种重要的Ⅱ-Ⅵ半导体，其波尔半径为2.4nm。硫化镉合适的禁带宽度和优良的光学透射比使其成为一种优良的光催化剂。并且，现在也有许多的文章介绍硫化镉在光催化降解有机物方面的应用。可是，由于低的量子效率和光腐蚀性限制了硫化镉的实际应用。因此，改善这种光催化剂的活性也非常重要。　　在本论文中，我们不仅研究建构和合成了纳米结构和纳米材料，也研究纳米结构和纳米材料在光催化方面的性质和应用。主要包括三个部分。首先，我们通过简单的水热法合成了有着不同形貌和结构的Bi2O3/Cu2O复合纳米结构，探究了在太阳光和可见光下的光催化活性。第二，通过相同的方法合成了掺杂的Bi2O3（Cu掺杂Bi2O3纳米片，Mo掺杂Bi2O3纳米网，In掺杂Bi2O3纳米颗粒），并研究了掺杂Bi2O3的光催化活性。第三，In掺杂Bi2O3展示了非常有趣的光学性能。　　详细内容如下:　　有着不同形貌和结构的Bi2O3/Cu2O纳米花复合物通过低温水热法合成。样品通过XRD，SEM，TEM，UV-Vis和BET表征，光催化活性通过在模拟太阳光下降解罗丹明B来衡量。结果证明，合成样品是单斜相的，并且结晶性很好，煅烧后，δ-Bi2O3相转变为Bi2O3，Bi2O3/Cu2O也被合成，并且合成样品的禁带宽度从3.55eV降低到2.71eV，花状样品的光催化活性顺序为Bi2O3/Cu2O＞δ-Bi2O3＞Bi2O3。晶相和电子结构对于Bi2O3/Cu2O复合物的具有光催化协同效应，提高的光催化活性也可以归结于小的禁带宽度、高的结晶度和独特的隧道微观结构，实际上，活性增强也来源于复合结构的特殊电子结构，该特殊的电子结构导致了光生电子的有效迁移。　　通过简单水热方法合成的金属离子掺杂Bi2O3纳米结构是一新系列的太阳光响应光催化剂。结果证明，通过漫反射光谱测量的不同金属离子掺杂的样品带边吸收移动到长波部分，并且扩展吸收到了可见光区域。掺杂的Cu2+，Mo6+和In3+取代了晶格中的Bi，Cu、Mo和In掺杂的Bi2O3纳米片、纳米网和纳米颗粒都拥有较好的性能。　　In掺杂CdS通过相同的方法被合成，样品的光催化活性通过降解罗丹明B测试，同时也与纯CdS作为对比研究。结果证明，所有的合成样品拥有很好的结晶度，In3+/Cd2+的摩尔比例对于样品的形貌和光催化活性有很大的影响。In掺杂CdS与纯CdS相比，表现出增强的光催化活性。对于合成样品的罗丹明B光催化机理:光生空穴和电子起主要作用，羟基自由基的贡献不大，因此，在降解罗丹明B时，空穴和电子也许没有转变为羟基自由基。样品的高的光催化活性也许对于环境净化有潜在应用价值。　　本论文工作的创新性和一般结论如下:　　第一次合成了纳米花状Bi2O3/Cu2O复合物　　Cu、In和Mo掺杂Bi2O3是提高光催化作用的一种新的工作，掺杂物比纯的块体Bi2O3光催化性能好。　　第一次用In离子掺杂CdS用于光催化活性改善，在可见光下，In掺杂CdS比纯CdS拥有更好的光催化活性。　　水热方法是一种很好的合成具有不同形貌和结构的Bi2O3/Cu2O复合物、掺杂Bi2O3和掺杂CdS的方法。形貌和结构是两种影响Bi2O3/Cu2O和Bi2O3光催化活性的重要因素。