环境污染和能源短缺是制约当今社会发展的重大问题。光催化技术是一种在环境和能源领域有着重要应用前景的绿色技术,其有望成为解决当今社会面临的环境污染和能源危机两大问题的有效途径之一。目前,光催化技术广泛应用于有机污染物的降解和分解水制氢等方面,实现这个过程的关键在于寻找高效稳定的光催化剂。在众多的光催化剂中,过渡金属氧化物半导体因其易获得,廉价,能带位置合适,可操作性好,使其成为了当今备受瞩目的一类光催化剂,如Ti02,Fe203,CuO/Cu20,ZnO,W03等,其中Ti02因其物理化学稳定性高、耐腐蚀、合适的氧化还原电位、无毒、成本低,是目前公认的最好的光催化剂。但是TiO2的禁带宽度较大,只能吸收利用紫外光,对太阳能的吸收利用率极低,量子效率低等不足之处严重阻碍了光催化技术的实际应用。研究开发具有可见光响应的Ti02光催化剂将大大提高太阳能利用率,从而促进光催化效率的提高,也因此成为当前的研究热点。最近,以金属有机框架结构(MOFs)为硬模板来制备金属氧化物半导体的方法获得了科学家们的关注,这主要得益于热稳定性不好的MOF不仅可以作为获得多孔性材料的基底,同时MOF本身可以通过调控金属离子以及配体种类从而实现原位均匀的调节和修饰半导体金属氧化物。目前,通过MOF热解制备金属氧化物半导体已经表现出了其独特的优势,在热解过程中MOFs中的金属离子可以转变为金属氧化物,而其配体通常是含C,N,S,F的有机配体,可以通过控制煅烧气氛选择性的利用这些非金属元素从而从分子水平上对金属氧化物进行修饰和改性。因此,本论文利用MOFs为前驱体合成纳米多孔具有可见光响应的金属氧化物光催化剂。主要研究内容和成果如下:(1)从分子水平上对金属氧化物前驱物进行调节,利用溶剂热法合成MIL-125(Ti)-NH2;以制备出的MOF为自模板,在氮气和氧气的气氛下煅烧,并通过调节煅烧的条件如氮气氧气的流速和比例、升温速率、煅烧温度、恒温保温时间等等,来控制得到Ti02的颗粒大小和形貌。所得Ti02不仅能很好保持原先MOF的多面体形貌和多孔性,而且煆烧过程中气体的逸出形成孔道,使Ti02具有超高的比表面积,高达389.8 m2/g。我们还发现在煅烧过程中MOF配体的氨基能够自身提供氮源对TiO2进行N自掺杂,而且从Mapping图上可以看出N掺杂较为均匀。通过可见光光解水产氢性能测试表明,通过本论文得到的N掺杂TiO2有很高的可见光光解水产氢活性,是传统法制备的N掺杂Ti02的19倍。(2)利用溶剂热法合成MIL-53(Fe)为自模板,在空气中煅烧,并通过煅烧条件的控制,得到大表面积纳米多孔α-Fe2O3,比表面积高达198.2 m2/g,且颗粒均匀,克服了传统煅烧法会发生团聚的缺点,并且具有很好的可见光催化性能。