特殊形貌复合半导体材料由于具有比表面积大,相对密度小等诸多优势引起了国内外学者广泛的关注。而制作特殊形貌的氧化物运用的主要方法为模板法,在诸多模板中,生物模板具有经济实惠,形貌规则,种类多样和绿色环保等优点,逐渐被应用于合成各种形貌的半导体氧化物中。本实验选用花粉为生物模板,通过微波溶剂热法和溶剂热法分别合成了 ZrO2空心微球和ZrO2-TiO2空心刺球。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、氮气吸附-脱附等温线(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)等表征手段对样品的形貌结构、晶型结构、比表面积等进行了测试,分析了特殊形貌氧化物的形成机理,并且讨论了 ZrO2空心微球的吸附性能和ZrO2-TiO2空心刺球的光催化性能。实验结果显示,采用不同的方法处理油菜花粉可以得到不同形貌的ZrO2空心微球,其中以油菜花粉为模板制备的鳞片状表面中空ZrO2微球长度大约为20 μm,宽度大约为8～10μm;以盐酸刻蚀过的花粉壁为模板合成的多孔ZrO2空心微球,直径约为12～14μm;相比ZrO2微纳米颗粒和鳞片状表面中空ZrO2微球,多孔ZrO2空心微球具有较高的比表面积和较好的吸附性能,比表面积为40.9m2·g-1,对刚果红染料的吸附性能达到96.98g·mg-1。所有样品的吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线遵循朗格缪尔等温线模型,表明吸附过程为单分子层均相吸附。以葵花粉为模板制备的TiO2空心刺球和ZrO2-TiO2空心刺球直径约为12～15 μm,ZrO2-TiO2空心刺球与TiO2空心刺球和ZrO2-TiO2纳米颗粒相比,拥有更小的晶粒尺寸,较高的比表面积。同时还探讨了 ZrO2的添加量对ZrO2-TiO2空心刺球光催化性能的影响。光催化性能结果显示,制得的ZrO2-TiO2空心刺球具有优异的光催化性能,对10 mg·L-1的罗丹明B溶液在60 min内的降解率可以达到96.3%,明显高于TiO2空心刺球(65.7)和ZrO2-TiO2纳米颗粒(76.6%),所有样品的光催化降解过程符合准一级动力学方程。此外,在不同pH值下ZrO2-TiO2空心刺球光催化性能结果显示产物具有良好的耐酸碱性。自由基消除实验显示光催化过程的主要活性基团为羟基自由基(·OH),氧负离子自由基(·O2-)和空穴(h+)。