光催化是指半导体通过太阳能进行光催化降解有机污染物和光催化分解水产氢,最终可以解决环境污染和能源短缺问题。迄今为止,作为研究最广泛的半导体光催化剂TiO₂,因其光生载流子容易复合和带隙较宽等缺陷而限制其被广泛应用。因此,开发具有高效光催化性能的催化剂是光催化技术研究的热点和难点。针对上述问题,本文通过液相合成方法（溶剂热方法和热注入方法）制备了几种铟基微纳结构材料（InOOH、β-In₂S₃和γ-In₂Se₃）,并对其结构、形貌、组成等进行了表征。通过对这些材料进行光催化降解有机污染物和光催化分解水产氢性能测试,系统地研究其光催化活性。主要研究结果概括如下:选用乙二醇和水为溶剂,通过溶剂热方法控制合成InOOH纳米片。调控乙二醇和水的比例,产物的形貌可以调控为纳米片和微米花。揭示了InOOH纳米片的形成机理并考察其光催化性能和光电响应性能。在50 min紫外光照射下,InOOH纳米片可以将RhB(1.0×10^-5mol/L)全部降解,比同条件下P25-TiO₂的性能略低。InOOH纳米片具有优异的紫外光降解效果是与其片状形貌密不可分的。向体系中引入醋酸,通过溶剂热工艺合成InOOH纳米球。系统考察了反应温度和醋酸对合成InOOH纳米球的影响。在120 min紫外光照射下,InOOH纳米球可以将RhB(1.0×10^-5mol/L)全部降解。InOOH纳米球具有较好的紫外光降解性能归因于存在介孔及高比表面积(60.63 m² g^-1)。 通过热注入方法合成出由超薄纳米片组装的β-In₂S₃分级结构,这些β-In₂S₃分级结构具有高比表面积(135.4 m² g^-1)。研究发现这些β-In₂S₃分级结构具有很好的吸附污染物（RhB和CR）的性能以及水油分离性能。这些优良的性能归因于:（1）超薄纳米片组装而成的分级结构可以增加污染物与其有效接触面积;（2）β-In₂S₃分级结构是两亲性材料,有利于吸油。简单的合成方法和良好的吸油性能促使β-In₂S₃分级结构可以应用于解决环境污染问题。向体系中掺杂Ca²⁺,成功地制备出由纳米片组装形成的花状Ca²⁺掺杂β-In₂S₃分级结构。系统考察了反应温度和Ca²⁺浓度对合成Ca²⁺掺杂β-In₂S₃分级结构的影响,并揭示了Ca²⁺掺杂β-In₂S₃分级结构的形成机理。在100 min可见光照射下,这些Ca²⁺掺杂β-In₂S₃分级结构可以将RhB(1.0×10^-5mol/L)全部降解,如此好的可见光降解效果与其分级结构形貌密不可分。此外,研究发现在Ca²⁺掺杂β-In₂S₃分级结构光催化降解RhB过程中起着重要作用的两种活性物质是h⁺和·O^2-。考察Ca²⁺掺杂β-In₂S₃分级结构的光催化分解水产氢性能发现,Pt负载量是1.0 wt%时,分级结构的光催化产氢量为145.0μmol g^-1h^-1。Ca²⁺掺杂β-In₂S₃分级结构之所以表现出较好的光催化分解水产氢性能,主要归因于:（1）独特的分级结构可以多次反射可见光,从而增加光的吸收;（2）组装单元是薄的纳米片,光生载流子可以快速从内部转移到表面,迅速参与光催化反应。选用无毒的三乙二醇（TEG）为溶剂,利用热注入的方法合成出γ-In₂Se₃多面体纳米颗粒。系统考察了反应温度对合成γ-In₂Se₃多面体纳米颗粒的影响。向体系中添加不同的表面活性剂（PVP或PVP和PAA）,可以合成出γ-In₂Se₃纳米片和γ-In₂Se₃米粒状纳米颗粒,分别揭示了三种不同形貌γ-In₂Se₃光催化剂的形成机理。详细考察这三种不同形貌γ-In₂Se₃光催化剂的模拟太阳光光催化分解水产氢性能,并探究了影响这三种不同形貌γ-In₂Se₃光催化剂光催化分解水产氢性能的因素。在这三种形貌γ-In₂Se₃光催化剂中,γ-In₂Se₃多面体纳米颗粒表现出最佳的光催化分解水产氢性能(866.9μmol g^-1h^-1)。此外,循环实验表明这些γ-In₂Se₃光催化剂都具有稳定的光催化产氢性能。