科技的高速发展以及人类文明的进步的同时，环境的污染也日益加重，其中水污染尤为引起全球范围内的广泛重视。目前，常采用的物化法和生物法水处理工艺，并不能完全消除有机污染物，且存在二次污染等问题。纳米ZnO光催化剂通过光辅助催化作用，将难降解的有机物最终氧化为CO2和H2O等无机物，具有高效、节能、无毒及适合范围广等优点，成为国内外研究的热点。本文采用高分子网络凝胶法制备了半导体V2O5、WO3掺杂以及稀土元素Gd与WO3共掺杂纳米ZnO粉体，采用XRD、UV-Vis、TEM以及紫外可见分光光度计等测试手段表征了样品的结构与性能，研究了不同半导体掺杂对纳米ZnO晶粒结构、形貌及光催化性能的影响。　　 研究表明，纯相ZnO样品的光催化活性随烧成温度的升高而增强，700℃烧成Z4样品的光催化活性最高，一级动力学常数最大，达7.08×10-3min-1，光催化4h降解率达到82.43％。在600℃～700℃范围烧成样品均为纤锌矿结构，随着烧成温度的升高，样品的衍射峰更加尖锐，结晶度增加，而晶格畸变和晶胞参数逐渐变小。烧成温度对纳米ZnO晶粒尺寸影响不是很大。随着烧成温度的升高，纳米ZnO的吸收阈值（λg）逐渐增大，Z4样品的吸收波长最大为402nm，对应最小的禁带宽度为3.08ev。Z4样品平行晶面之间的条纹宽度为0.2486nm，对应(101)晶面。其傅里叶变换电子衍射花样为典型的单晶衍射图谱，属于六方晶系，其晶粒大小约为70nm左右。采用高分子网络凝胶法可以制备纳米尺寸的ZnO粒子，但是需进一步提高其光催化活性。正交实验研究表明，纳米ZnO光催化降解MB溶液的最优环境条件为:MB初始浓度为10 mg/L，溶液pH值为6.5，光催化剂加入量为0.3g/50mL。　　 V2O5掺杂纳米ZnO粉体的研究表明，随着V2O5掺杂量的增加，ZnO样品的降解效率先增大后减小，V2O5添加量为1.2mol/L的V2样品的催化活性最高，一级动力学常数最大为8.08×10-3min-1，2h降解率达到84.72％。制备的V2O5掺杂纳米ZnO样品均为纤锌矿结构，结晶度较高，且半径较小的V5+离子进入ZnO晶格，生成固溶相Zn3(VO4)2，能够抑制光子进入纳米ZnO粒子内部，降低对紫外光的吸收。V2样品的吸收波长最大为407nm，较纯相样品纳米ZnO红移了5nm。V2样品平行晶面之间的条纹宽度为0.2822nm，对应(100)晶面。傅里叶变换电子衍射花样为典型的单晶衍射图谱，属于六方晶系，晶粒大小约为60nm左右，V2O5掺杂可以抑制纳米ZnO粒子的生长。光催化活性提高的机理是V2O5和ZnO都属于n型半导体，受到光照激发时，ZnO导带上产生的光生电子，转移到能级较低的V2O5导带上，ZnO价带上产生的空穴转移到能级较低的V2O5价带上。V2O5起到受主杂质的作用，V5+俘获电子，由高价态变为低价态，形成电子与空穴的捕获陷阱，阻碍电子与空穴的复合，使得样品的光催化活性得以提高。V2O5掺杂在一定程度上可改善纳米ZnO样品的光催化活性。　　 WO3掺杂纳米ZnO粉体的研究表明，随着WO3掺杂量的增加，ZnO样品的降解效率先增大后减小，WO3添加量为2.0mol/L的W3样品的催化活性最高，一级动力学常数最大为9.46×10-3min-1，2h降解率达到85.28％。制备的WO3掺杂纳米ZnO样品均为纤锌矿结构，结晶度较高。WO3在ZnO纳米粒子表面生成固溶相ZnWO4，可抑制光子进入纳米ZnO粒子内部，降低对紫外光的吸收。W3样品的吸收波长最大为413nm，较纯相样品纳米ZnO红移了11nm。W3样品平行晶面之间的条纹宽度为0.2488nm，对应(101)晶面。傅里叶变换电子衍射花样为典型的单晶衍射图谱，属于六方晶系，晶粒大小约为50nm左右。光催化活性提高的机理是WO3掺杂可以抑制纳米ZnO粒子的生长。WO3和ZnO都属于n型半导体，受到光照激发时，ZnO导带上产生的光生电子，转移到能级较低的WO3导带上，ZnO价带上产生的空穴转移到能级较低的WO3价带上。WO3起到受主杂质的作用，W6+俘获电子，由高价态变为低价态，形成电子与空穴的捕获陷阱，阻碍电子与空穴的复合，使得样品的光催化活性得以提高。WO3掺杂纳米ZnO较纯相样品及V2O5掺杂样品具有较好光催化活性，但是半导体单掺杂对纳米ZnO光催化活性的提高有限。　　 Gd-WO3共掺杂纳米ZnO粉体的研究表明，Gd-WO3共掺杂能够显著改善纳米ZnO样品的光催化活性，随着Gd掺杂量的增加，ZnO样品的降解效率先增大后减小，Gd添加量为0.11 mol/L，WO3添加量为2.0 mol/L的G4样品的催化活性最高，其一级动力学常数最大为11.31×10-3 min-1，2h降解率达到90.61％。制备的Gd-WO3掺杂纳米ZnO样品均为纤锌矿结构，结晶度较高。WO3在ZnO纳米粒子表面生成固溶相ZnWO4，而稀土元素Gd可以抑制ZnWO4的生成。纳米ZnO粒子表面生成的固溶相ZnWO4，能够抑制光子进入纳米ZnO粒子内部，降低对紫外光的吸收。G4样品的吸收波长最大为433 nm，较纯相样品有较大的红移（达31nm）。G4样品平行晶面之间的条纹宽度为0.2623 nm，对应(002)晶面。傅里叶变换电子衍射花样为典型的单晶衍射图谱，属于六方晶系，晶粒大小约为40 nm左右，Gd-WO3共掺杂可以进一步抑制纳米ZnO粒子的生长。提高样品的光催化活性的机理研究表明，一方面WO3和ZnO都属于n型半导体，受到光照激发时，ZnO导带上产生的光生电子，转移到能级较低的WO3导带上，ZnO价带上产生的空穴转移到能级较低的WO3价带上。WO3就起到受主杂质的作用，W6+俘获电子，由高价态变为低价态，形成电子与空穴的捕获陷阱，阻碍电子与空穴的复合，使得样品的光催化活性得以提高。另一方面，离子半径较大的Gd3+聚集在ZnO晶粒表面会造成晶格畸变，在ZnO的导带和价带之间形成一定的缺陷能级。受到光照激发时，纳米ZnO光生电子的跃迁路径可能为价带-缺陷能级-导带，继而阻碍光生电子和空穴的复合，提高样品的光催化活性。Gd-WO3共掺杂纳米ZnO因其具有优异的光催化性能，在污水处理及自清洁陶瓷釉料中具有潜在的应用价值。