近年来,光催化技术因其应用于有机污染物降解,H₂、CH₄等化学能源制备,可以有效解决环境污染和能源危机这两大全球问题,受到了人们的极大关注。光吸收效率和光生电子和空穴的分离效率是限制光催化效率的关键因素。目前,提高光吸收效率常用的方法是通过缺陷引入调节半导体材料的带隙宽度,提高光生电子空穴分离效率的常用方法是构筑半导体异质结构。通过这两种方法的改性,可以有效改善半导体材料的光催化效率。本文以SnO₂基光催化材料为研究对象,探索通过掺杂和构筑异质结两种方法来提高SnO₂的光催化效率。内容如下:通过第一性原理计算探究不同氧空位和Zn²⁺掺杂浓度对SnO₂半导体能带结构及吸光性能的影响规律。能带结构分析显示,Sn的5s、5p轨道上电子的活动形成SnO₂半导体的导带,O的2s、2p轨道电子运动构成半导体中的价带。在不同浓度氧空位SnO₂晶体中,随着氧空位所占比例的增加,价带向上移动,导带位置向下移动,带隙明显变窄,可见光区域吸收增强,曲线发生红移。模拟不同浓度Zn²⁺掺杂SnO₂晶体结果显示,随Zn²⁺浓度的增加,位于-10e V～0e V之间的价带区域向上移动,导带向下移动,6.25%的Zn²⁺掺入量吸光性能最佳。通过水热、溶剂热、回流三种不同方法构筑了SnO₂/ZIF-8,并以溶剂热法制得的SnO₂/ZIF-8为前驱体煅烧制得SnO₂/ZIF-NC异质结构,研究了SnO₂/ZIF-NC异质结构光催化性能。水热体系中,相较于将SnO₂加入ZIF-8生长体系中制备的SnO₂/ZIF-8前驱体,ZIF-8加入到SnO₂生长体系中的方法制备的SnO₂形貌更均匀,但花瓣状结构厚度可达173 nm。回流体系中,采用195℃制备的Sn-EG衍射峰更加尖锐,相较于将Sn C2O4与ZIF-8进行常温搅拌或低温静置复合时,两者结合紧密且分布更加均匀。溶剂热体系中,制得的SnO₂/ZIF-8前驱体花瓣状结构厚度约为50-60 nm,EDS显示其中含有Sn、Zn、C、N、O元素。以溶剂热制得的SnO₂/ZIF-8为前驱体,惰性气氛煅烧制得SnO₂/ZIF-NC异质结构,光催化性能测试表明,当SnO₂和ZIF-8摩尔比为1:1,碱浓度为0.2 M/L时,光催化性能最好,亚甲基蓝降解率可达84%。且光催化性能受碱浓度和SnO₂与ZIF-8比例的影响,碱浓度及ZIF-8的比例越低,光催化效率越高。