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近年来,随着人类活动环境问题越来越严重,尤其是水污染问题亟待解决。自1972年藤岛昭和本多建一发现二氧化钛在紫外光的照射下光解现象后,半导体光催化剂成为解决水污染问题的有效途径之一。但传统半导体材料由于带隙较大,对光的吸收效率较低,光生电荷空穴对复合率较高等缺点严重限制了半导体光催化剂在实际中的应用。钒酸盐纳米材料由于带隙普遍较小,对光的利用效率较高引起了广大研究者的研究。在本文中,采用静电纺丝技术结合水热溶剂热方法,制备了低维钒酸盐异质结构并结合第一性原理研究了异质结构半导体的能带结构与态密度。另外,对所制备的半导体异质结构的光催化性能和光电性能进行了详细的研究。主要研究内容如下:1.采用简单的静电纺丝技术制备了InVO4/TiO2异质结构光催化剂。制备的样品呈现一维多孔纳米带形貌,多孔结构有利于提高比表面积,有利于反应物和产物的迁移。同时,异质结能促进光生电子空穴对的分离。结果表明,InVO4/TiO2异质结构纳米带具有独特的一维结构,具有较高的光催化活性和可持续的循环效率。2.采用合理的设计和静电纺丝工艺制备了一维多孔CeVO4纳米带,作为亚甲基蓝溶液可见光降解的优良光催化剂。用DFT方法模拟了一维CeVO4纳米带的能带结构和态密度,发现一维多孔CeVO4纳米带具有稳定的晶体结构,有利于提高光催化稳定性。因此,一维纳米结构有利于超高速载流子的分离,可以减小电荷载流子的扩散长度,促进分离和迁移,为光电化学反应提供丰富的催化活性中心。因为这些结构和组成特征,CeVO4纳米带表现出优异的光催化性能。3.以TiO2纳米纤维为基体,通过静电纺丝和溶剂热法制备了一维CeVO4/TiO2异质结构。结果表明,在TiO2纳米纤维表面倾斜生长CeVO4纳米棒有利于光生电荷的有效分离。此外,还详细研究了层状CeVO4/TiO2异质结构的微观结构,并对其光电催化性能进行了综合研究。与纯CeVO4和TiO2纳米材料比较,发现一维层状CeVO4/TiO2异质结构在模拟太阳光照射下具有特殊的光电特性,其独特的层次结构之间的协同增强效应是纯CeVO4与TiO2无法实现的。4.采用简单高效的静电纺丝工艺,成功地合成了直径约为60±5 nm的一维超细Ni3（VO4）2纳米纤维。并对一维超细Ni3（VO4）2纳米纤维光催化剂的结构和光电化学性能进行了详细的表征。此外,用密度泛函理论（DFT）模拟了Ni3（VO4）2不同晶面的能带结构、态密度和自由能。并对其结构与光电化学活性之间的关系进行了详细的讨论。与Ni3（VO4）2粉体相比,超细Ni3（VO4）2纳米纤维具有优异的光电性能,这可归因于纳米纤维的小直径提供了大的比表面积。