半导体光催化技术是解决环境污染和能源短缺等问题有的重要手段。目前研究中的半导体光催化材料主要面临着太阳光利用率低和反应效率低(光生电子-空穴易复合)的问题。因此寻找高效可见光响应的新型光催化剂无论在科学研究还是在工程应用功能上都具有重要意义。α-Fe203带隙为2.1eV,能吸收波长小于600nm的太阳光,无毒,而且性能稳定、原料廉价,对环境友好,是当前研究最具希望的光催化材料之一。最近几年,通过构造N型半导体/P型半导体异质结来实现内建电场促进载流子分离的思路得到了研究者的关注。因此本文针对可见光响应型光催化剂α-Fe2O3光生载流子寿命短和空穴传输自由程短的问题,拟采用绿色可控发方法原位合成新型n-Fe203/p-CaFe2O4异质结光催化纳米材料。具体研究内容和结果如下:1、利用静电纺丝法制备了一维α-Fe203纳米纤维。α-Fe203纳米纤维以其更大的比表面积和更好的可见光吸收特性显示了比商业化Fe203粉体更为优异的光催化性能。在可见光下,α-Fe203纳米纤维在40min内对MO的降解效率达到了90%以上,α-Fe203纳米纤维的光催化降解动力学速率常数是商业化α-Fe203粉体的3.5倍。光电化学测试显示α-Fe2O3纳米纤维的光电流密度达到了商业化α-Fe2O3的12倍。2、针对传统固相反应或液相燃烧方法制备的CaFe2O4易出现颗粒粗大问题,本文采用静电纺丝的方法,成功制备出直径130 nm的一维CaFe2O4纳米纤维。对样品进行了各项表征,讨论了 CaFe2O4纳米纤维的光催化降解MO及其光电化学性能。结果表明:只有在Fe/Ca比例复合化学计量比且热处理温度为8000C时,才能合成出CaFe2O4纳米纤维。在可见光下,CaFe2O4纳米纤维表现出更优异的光催化活性。CaFe2O4纳米纤维在60min内对MO的降解效率达到了 72%,而块体CaF2O4几乎没有降解。CaFe2O4纳米纤维的光催化降解动力学速率常数是块体材料的10倍。同时CaFe204纳米纤维的光电流密度达到了 30.3 m/cm2,是块体CaFe2O4的2.68倍。3、采用原位生长法,制备了 n-Fe2O3/p-CaFe2O4异质结纳米纤维。考察了反应时间对异质结形貌和晶体结构的影响,并深入研究了 n-Fe2O3/p-CaFe2O4异质结纳米纤维的光催化活性。结果表明,n-Fe2O3/p-CaFe2O4异质结纳米纤维的光催化活性要高于纯相的CaFe2O4纳米纤维,其中在150℃下反应0min得到的异质结光催化性能最优,光电流密度达到了 38.4μA/cm2,相较于纯相CaFe2O4纳米纤维提高了 22.9%。异质结的光电流密度随反应时间的延长,呈现出现增加后降低的趋势。4、结合水热法-电泳沉积技术,在α-Fe2O3薄膜的基础上制备了 n-Fe2O3/p-CaFe2O4薄膜异质结。形成异质结后可以大幅降低其起始电位,相较于纯相α-Fe2O3,n-Fe203/p-CaFe2O4薄膜异质结起始电位负移了 0.31V。