光催化反应是在光照的条件下，可以通过半导体光催化剂促成的化学反应，利用光催化反应几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，它是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。TiO2是应用最为广泛的半导体光催化剂，但其禁带宽度较大，仅能利用占太阳光谱范围4％的紫外光部分。Fe₂O₃是一种窄带隙（Eg=2.2eV）光催化剂，其光谱吸收范围扩展到可见光区，可充分利用太阳光能量，并且Fe₂O₃材料的成本低廉。然而Fe₂O₃产生的电子和空穴容易复合，电子传导性能差，导致其光催化效率低，限制了Fe₂O₃材料在光催化领域的应用。本文采用电化学氧化法在纯Fe片上制备出一维纳米结构的α-Fe₂O₃纳米管阵列，有利于光生电子和空穴的分离和传导，从而提升Fe₂O₃材料的光催化效率，并研究了各因素对其形貌结构的影响，优化了制备方案。然后运用水热法在不同的条件下将SnO₂掺入α-Fe₂O₃纳米管阵列中，形成半导体异质结，促进光生电子和空穴的分离，进一步提高Fe₂O₃材料的光催化效率。利用SEM、XRD、电化学工作站、紫外-可见分光光度计等分析手段对所得样品进行了结构形貌、晶体结构、光催化性能和光电流的表征。本文开展了如下工作并得到相应结论：1.在含F-的有机溶液中，采用阳极氧化法制备α-Fe₂O₃纳米管阵列。实验发现F-含量，电解液的温度，外加电压，电解液含水量和氧化时间等因素对TiO2纳米管阵列的表面形貌有重要的影响。通过这一系列实验对比发现：适当的F-含量、氧化时间的延长、电解液中适当的含水量、较高的反应温度和外加电压，都会使覆盖在表面的大部分氧化物溶解消失。2.阳极氧化法制备Fe₂O₃纳米管的形成机理与TiO2纳米管的制备相似，但由于Fe的金属性远强于Ti，Fe₂O₃纳米管的生成速率远大于TiO2纳米管。阳极氧化法制备Fe₂O₃纳米管阵列是Fe₂O₃氧化膜不断生成与溶解结果。3.利用水热法制备SnO₂/α-Fe₂O₃异质结。研究了水热时间和OH-浓度对掺入的影响。实验发现：时间越长，SnO₂在α-Fe₂O₃纳米管阵列上附着越多，SnO₂膜层越厚；OH-浓度越高，SnO₂在α-Fe₂O₃纳米管阵列上的沉积越困难。水热时间和OH-浓度对SnO₂的掺入影响原理不同但效果相近。当水热时间较短（0.5h）并且控制OH-浓度时，SnO₂均匀分布于α-Fe₂O₃纳米管壁而不改变纳米管形貌，此时Sn原子比例约为2%，未能形成显著的XRD衍射效应和光谱吸收。4.在可见光下，由于α-Fe₂O₃/SnO₂纳米异质结有效的促进电子-空穴分离以及纳米管的特殊结构，水热0.5h的试样的光催化效率为α-Fe₂O₃纳米管阵列的3倍；在紫外光照下，由于一维纳米柱的特性，SnO₂纳米柱阵列（水热2h）的光催化性能却好于其他试样。在紫外光照下SnO₂纳米柱阵列的光电流密度为22μA/cm2，较α-Fe₂O₃纳米管阵列（2μA/cm2）大为提高。