近年来,环境污染是人类亟待解决的首要问题。半导体在光催化领域的应用,是治理环境污染的有效方法之一,获得了国内外学者的广泛研究。其中,ZnO作为一种光催化材料在环境污染治理领域受到广泛关注。ZnO是一种典型的宽禁带直接带隙半导体材料（Eg=3.37 eV）,具有良好的生物相容性和环境安全性。与此同时,气凝胶材料作为一种新型多孔网络结构材料,具有孔隙率高、比表面积大和密度轻等优点,将其与ZnO相结合具备广阔应用前景。本论文首先探讨催化剂形貌对ZnO光催化活性影响的相关科学问题,选择不同形貌ZnO开展光催化实验,深入分析了ZnO形貌对其光催化活性的影响。此外,考虑到ZnO对有机物的吸附行为对光催化活性有显著影响,选用高吸附性能的气凝胶作为改性材料,制备了ZnO复合气凝胶,提高ZnO对有机物的吸附性能,探讨光催化剂吸附性能对其光催化活性的影响。采用水热法合成了纺锤状氧化锌微米棒,确定了最佳工艺条件:5 mmol二水合乙酸锌、5 mL三乙醇胺（TEA）、3 mL氨水、蒸馏水滴加量60 ml、温度120℃、反应时间8 h。样品在紫外光下对甲基橙溶液的降解率达到97.91%。XRD、SEM结果表明合成的ZnO纳米晶均为六方纤锌矿结构,形貌为纺锤状,均匀性良好。采用TEMPO-NaBr-NaClO体系将纸浆板氧化为纳米纤维素（NFC）,通过恒温水浴和冷冻干燥制备ZnO-cellulose复合气凝胶。通过改变锌源和表面活性剂用量,在纤维素骨架表面生长出片状和球状纳米ZnO。应力-应变曲线证明改性后气凝胶有较强的机械性能,回弹性可以达到63.5%,热重分析证明复合气凝胶的热稳定温度为270℃。样品在紫外光下对MO溶液的降解率可达98.8%,经过5次循环后降解率仍能达到90%以上。采用溶胶-凝胶法合成ZnO-SiO₂复合气凝胶,确定了最佳工艺条件:Zn（NO₃）₂/H₂O/HCl/NH₃·H₂O/TEOS摩尔比为0.2:4:2.4×10^-4:1.8×10^-2:1,水解温度35℃,水解24 h,老化温度50℃。表面改性剂TMCS与硅源（TEOS）摩尔比为1,改性时间24 h,改性温度40℃时,气凝胶的疏水角达到145°,具有优良的疏水性能,比表面积达972.1 m²/g,平均孔径12 nm,具备典型的气凝胶结构特征。样品通过90 min的紫外光照射,对MO溶液的降解率达到接近100%,光催化效率明显提升,经过5次循环后,光催化效率仍能达到95%以上。