氧化物半导体光催化分解水制取氢气是当前研究热点之一。这种方法不仅环境友好，而且可将太阳能转换成氢能，因而被认为是解决当前面临的能源和环境问题的有效途径之一。　　 本文通过能带调控的方法开发了具有可见光响应的Na1-xLaxTa1-xFexO3固溶体系列光催化材料。通过实验与理论计算相结合的方法，系统研究了它们的电子结构与光催化性能之间的关系。　　 为研究半导体催化材料的表面性质，本文选取了典型的半导体氧化物SrTiO3为研究对象，利用第一性原理系统的研究了SrTiO3(001)表面原子几何和电子结构。　　 1、通过能带调控，设计具有可见光响应的新型光催化材料迄今为止，虽然有大量光催化材料被报道，但这些材料大部分是紫外光响应型的光催化材料。我们知道，太阳光的能量主要集中在可见光区(43％)，所以开发可见光响应的光催化材料具有重要意义。本文中，我们从半导体能带调控的角度，构造了Na1-xLaxTa1-XFexO3固溶体系列光催化剂，通过X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV-vis)及比表面积等方法表征该系列固溶体的晶体结构和光物理性能，并对该系列固溶体的光催化性能进行了研究。此外还通过理论计算研究了其电子结构对其光催化性能的影响。　　 2、通过理论计算的方法，研究光催化剂表面的性质采用密度泛函理论研究了SrTiO3(001)表面的原子几何结构与电子结构。理论计算结果表明：与体结构相比，SrTiO3(001)的两种可能表面即TiO2表面和SrO表面都发生了明显的弛豫现象，都是第一层层间距减小，第二层层间距增加，并且两种表面的表面层原子出现褶皱；同时表面原子的有效电荷分布也发生了明显变化，SrO表面金属原子有效电荷变小，TiO2表面金属原子有效电荷变大，而两种表面的氧原子有效电荷均变得更负。SrO表面带隙不变，在基本带隙中不引入新的表面态，而TiO2表面带隙变小，有新的表面态引入，在两种表面的导带底和价带顶附近都出现了新的表面共振态。