能源危机和环境污染制约着人类社会的可持续发展,如何有效地解决这两大难题是目前人们关注和研究的重点。基于将太阳能转化为化学能的半导体光催化技术不仅可以利用太阳光分解水制氢提供一种清洁能源,还可以降解有机污染物解决环境污染问题。半导体光催化技术具有反应条件温和、催化剂容易得到、不产生二次污染等优点,有望成为解决能源和环境问题的一条有效途径。半导体光催化技术实现产业化应用的关键是研制出高效宽谱响应的光催化材料。光催化材料的吸收光谱与太阳光谱相匹配是提高太阳能利用率的前提,而高的光催化活性使光催化材料的应用成为可能。目前,开发高效可见光响应的光催化剂,提高光量子效率,已成为光催化领域研究的重点课题。目前已有大量关于改性传统光催化剂、开发新型光催化剂以提高光催化材料太阳光谱响应范围和光催化效果的报道,虽然取得了一定的进展,但是仍有许多材料的体系及结构和催化性能之间的关系没有被构建和研究。为了拓展光催化材料的范围及完善一些材料结构和性能之间的相互联系,本文重点研究了以下几个方面：1)提出一种新型一步无模板水热合成TiO2,α-Fe2O3和Sn02等金属氧化物空心结构的通用方法。通过不同反应时间产物的形貌探索了空心结构的形成过程并提出可能的形成机理即三氟乙酸辅助的奥斯特瓦尔德熟化过程。对所制备的氧化物空心结构进行了光催化和锂电性能测试,结果证明所制备的Ti02空心结构具有良好的光催化活性,且三种空心结构都有较好的锂电性能。2)设计了一种以α-GaOOH为前驱体拓扑合成介孔α-Ga2O3多级结构的方法并考察了α-GaOOH多级结构的组成方式。离子液体在多级结构的形成中不仅起到调节pH值的作用,而且咪唑阳离子能够选择性吸附在形成的α-GaOOH晶面上,通过静电吸引作用促进多级结构的形成。将α-GaOOH煅烧处理后,成功合成出仍然保持前驱体形貌的介孑α-Ga2O3多级结构。分析了所制备介孔α-Ga2O3的结构特点。通过紫外光下降解罗丹明B的实验证明了所制备介孔α-Ga2O3多级结构具有良好的光催化活性。3)通过简单的水热方法制备了具有高{001}面比例的Ti02纳米晶体并考察了不同反应条件对产物形貌的影响。将所制备的Ti02经乙二胺处理后,煅烧得到N掺杂的高{001}面比例Ti02光催化材料。通过XPS、BET等测试手段分析了所制备催化剂的组成。光催化降解有机污染物实验证明所制备N掺杂Ti02材料具有优于N掺杂P25的可见光催化活性。4)制备和探索了两种钒酸盐可见光光催化材料的结构及光催化性能。分别为：以沉淀法制备了具有新颖且可控形貌的α-Ag3VO4纳米结构。正丁胺同时作为沉淀剂和螯合剂。通过调整正丁胺的用量,成功制备了α-Ag3VO4纳米星和纳米花两种形貌的晶体。光催化实验证明所制备两种α-Ag3VO4纳米结构都具有较好的可见光催化活性。通过水热法合成了枝状BiVO4纳米晶体并对产物的形貌进行分析。探索了不同反应条件对产物形貌的影响。实验证明,NH4F在枝状结构的形成中起到了关键的作用。提出枝状结构可能的生长机理。光催化实验证明产物具有良好的可见光催化活性及优良的稳定性。