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半导体光催化技术是利用半导体材料的量子化能级和光照条件下电子跃迁而引发氧化还原反应，分为太阳能转化光催化和光催化降解有毒污染物两个方向，在太阳能利用和环境污染治理方面有很重要的应用，其理论分析和应用研究引起多个科学领域的的重视。光催化剂的性能决定光催化反应的能力，是光催化技术发展的关键。目前研究和应用最多的光催化剂主要是TiO2及其改性的半导体材料。但是由于TiO2类光催化剂的太阳光利用率低、稳定性差等缺点，新型光催化剂材料的设计和合成具有重要意义。双金属氧化物Zn2GeO4的一维纳米材料具有较大的比表面积、很高的灵敏度和快速的光电传输性能，是优良的光催化剂材料。Zn2GeO4纳米材料的常规制备方法包括固态法、气相沉积法、水热法、浸渍法等，但是这些方法存在制备周期长、产物形貌不规则、分散性差等缺点。微波水热法是近十几年来发展起来的纳米材料制备方法，在纳米材料合成方面得到广泛的应用。本文采用微波水热法合成多种形貌的Zn2GeO4纳米材料，并考察了样品在甲基橙光催化降解反应中的性能。
(1)采用微波水热法，以氧化锗和乙酸锌为原料，以水和乙二胺的混合溶液为溶剂，微波加热至160℃反应20min即可合成形貌规则、比表面积较大的单分散Zn2GeO4纳米带。研究了反应温度、原料用量、乙二胺对产物形貌和结构的影响，优化了合成条件。采用扫描电镜、X射线衍射光谱、X射线能量散射光谱、紫外-可见漫反射吸收光谱表征了产物的形貌、晶相、组成和光吸收性质，并考察了所制备的光催化剂在甲基橙降解反应中的性能。与常规水热法在180℃反应24h制备的Zn2GeO4纳米带相比，微波水热法产物的比表面积增大50.7％，光催化降解甲基橙溶液的平均脱色速率提高54.7％。本实验说明微波水热法反应速度快、反应温度低、产物形貌规则、分散性好的优点。
(2)以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂在微波水热条件下合成均匀分散的Zn2GeO4纳米棒。考察了预处理条件、反应温度、CTAB、冷却方式、原料比例等因素对纳米棒形貌、结构和催化活性的影响，并与常规水热制备过程进行了对比分析。以热水为溶剂，保持体系pH=7～8，预搅拌1h可得到反应混合溶液。然后微波加热至140℃反应15min即可得到长约300～700nm，直径30～60nm的Zn2GeO4纳米棒，在甲基橙光催化降解反应中有很好的活性。
(3)在微波水热合成Zn2GeO4纳米棒的实验中，当乙酸锌和氧化锗的加料比例为5∶2.5时得到小尺寸的纳米短棒颗粒。考察了反应温度、CTAB、溶液粘度等条件对Zn2GeO4形貌和活性的影响。