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光催化降解是一种非常有效的环境污染控制手段，近年来受到广泛的关注。但常用的半导体催化剂TiO2存在量子效率低、光能利用率低等缺点，这些因素限制了光催化技术的发展。为了提高半导体光催化的效率，通常采用的手段是抑制光催化剂光生载流子的复合和拓展催化剂的光响应范围。本论文在总结半导体异质结和光催化剂研究进展的理论基拙上，采用金属离子自掺杂和形成半导体核壳结构两种方法，将宽禁带半导体（如TiO2、SnO2）的光谱响应范围拓宽至可见光区，同时抑制催化剂光生载流子的复合，研发具有高可见光催化性能的光催化剂。论文的主要内容归纳如下: 首次以三氯化钛（TiCl3）和钼酸铵（(NH4)6Mo7O24）为原料，采用异质絮凝法，制备了含有Ti3+自掺杂的核壳型半导体TiO2-x/MoO3复合物。研究了其作为半导体光催化剂对甲基橙的光降解作用。通过研究发现：当Mo/Ti值为1，焙烧温度为450℃时，TiO2结晶性能好，MoO3以非晶态包裹在外面，粒子尺寸为3～4 nm。Ti3+的掺杂能够有效降低 TiO2的禁带宽度，扩大光响应范围。同时核壳结构可以使催化剂在光激发的过程中，光生载流子得到有效分离，明显提高可见光催化效率。 首次以二氯化锡（SnCl2）和钼酸铵（(NH4)6Mo7O24）为原料，采用异质絮凝法，制备了含有Sn2+自掺杂的核壳型半导体SnO2-x/MoO3复合物，对其光催化性能和气敏性能进行了研究。通过表征发现：当调节溶液pH值为SnO2等电点以下，Mo/Sn值为0.25，由于静电吸引，带有负电荷的MoO42-离子在 Sn(OH)x胶粒的表面沉积，发生共沉淀。当焙烧温度为450℃时，复合物中SnO2结晶性能好，MoO3以非晶态包裹在外面，阻止纳米粒子发生团聚，粒子尺寸保持在3～5 nm。Sn元素(Sn2+、Sn4+)和Mo元素(Mo6+、Mo5+)都以两种价态存在。复合物在可见光区有明显吸收，催化效果好，对O2的灵敏度好。 首次以硝酸镍（Ni(NO3)2）和钼酸铵（(NH4)6Mo7O24）为原料，采用异质絮凝法，制备了具有核壳型NiO/MoO3复合物。经过NaOH溶液溶解处理后，NiO晶体结构为改变，MoO3壳层被溶解掉，形成了一些孔隙，结构疏松，比表面积增大，有利于电解液进入与活性物质发生化学反应，电容量得到提高。通过表征发现该介孔材料颗粒小、结构松散、比表面积较高、孔径分布窄。当调节Mo/Ni值为1、焙烧温度为300℃时，粒子尺寸在5 nm左右，比表面积高达293.9 m2/g，孔径分布集中在3～4 nm之间，比电容量高达1898.7 F/g。随着Mo含量的增大，介孔NiO的颗粒尺寸减小，孔结构增多，比电容量先增大后减小，其中以Mo/Ni值为1.5时所得到的介孔NiO比电容量最高，达2418.4 F/g。