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设计并获得具有高活性和高稳定性的新型光催化材料，以及对现有的半导体光催化材料进行改性，以满足实际应用的需要一直是光催化研究的热点。探索光催化材料比表面、表面状态、能隙等对光催化性能的影响和作用机理，发展光与物质相互作用理论，是实现对高活性和高稳定性的光催化材料设计的关键。本论文选择绿色半导体光催化材料SnO2和Zn2SnO4为研究对象，并对材料结构和光催化性能做了系统的表征和研究。
使用简单的溶剂热法制备Zn2+掺杂和无Zn2+掺杂的SnO2纳米晶，并系统地研究了Zn2+掺杂对表面模式、带隙能量、和光催化活性的影响。没有Zn2+掺杂时，SnO2结晶为颗粒尺寸约12纳米的单一金红石相的纳米晶。而有Zn2+掺杂时，SnO2纳米晶粒径减少到2.3nm、2.6nm，接近于激子玻尔半径。由于Zn2+的掺杂，E表面模式向更高能量移动，同时材料的带隙变窄。这些结果可以解释为，由于Zn2+的掺杂，相关的缺陷中心增加了表面活性晶格，从而提高了表面电荷载流子的传输速率和电子和空穴(e/h+)重组率。同时通过光催化性能表征，发现通过Zn2+的掺杂显著提高了SnO2纳米晶对水溶性染料MB的光催化速率。
通过水热法合成了Zn2SnO4纳米晶，表征其在不同合成条件下的结构和光催化性能。通过调节反应物浓度、pH值等条件，得到了粒径相近，含有物相和不含物相SnO2的一系列SnO2-Zn2SnO4纳米晶样品。研究表明，物相SnO2的存在能显著提高Zn2SnO4纳米晶的光催化活性。通过调节反应条件，在水热体系中得到了表面状态相似，粒径不同的纯相Zn2SnO4纳米晶。纯相Zn2SnO4纳米晶的光催化性能随着粒径的减小而显著增强，表明了比表面积对光催化性能影响更为显著。水热法合成的Zn2SnO4纳米晶是一种很有前途，可用于降解水溶性染料的功能材料。