半导体光催化材料在光的照射下具有光分解水制氢、光降解有机污染物、光还原二氧化碳等功能,因此其在解决能源短缺和环境污染方面具有巨大的应用前景。但是,以二氧化钛为代表的传统光催化材料,带隙宽,太阳能利用率低,严重阻碍了光催化材料的实际应用。为此,人们不断探索开发具有可见光响应的新型光催化材料。α-Fe2O3半导体材料,带隙宽度窄,具有很强的可见光吸收效率,同时其化学性质稳定、含量丰富。鉴于以上这些优点,氧化铁半导体材料被认为是一种理想的光催化材料,对其光催化性能的研究已经成为一个热点。大量的实验研究表明,氧化铁的结构和形貌对光催化活性有很大的影响。因此,通过简单的制备方法来合成不同形貌的氧化铁,并对其光催化性能进行研究,将具有重要的意义。本文中我们主要使用水热/溶剂热法来制备具有不同形貌的α-Fe2O3,通过对所制备的氧化铁结构和形貌的研究,提出其可能的生长机理；并对其光催化性能进行研究。具体内容如下：第一章是背景介绍和相关工作的研究概况。首先介绍了纳米材料的相关知识；其次介绍了半导体光催化的原理和应用,以及可见光光催化材料的研究状况；再次我们重点介绍了氧化铁纳米材料的制备方法和其在光催化领域的研究进展。最后提出了论文的选题意义和研究内容。第二章是氧化铁多孔球的制备和表征。使用溶剂热法以乙二醇甲醚作为溶剂、以尿素作为沉淀剂、以无水氯化铁作为铁源,制备出非晶球状含铁醇盐化合物,随后对制备出的这种非晶前驱体进行高温退火处理,制备出了α相氧化铁多孔球材料。实验研究表明在溶剂热实验条件下,尿素的使用对沉淀的形成起到了重要的作用,这源于高温下尿素分解产生的氨气能提供一个碱性的反应环境；体系中水分子的存在不利于球形颗粒的形成。由于乙二醇甲醚对铁离子的络合作用,使部分铁离子不能参加反应形成沉淀。氧化铁多孔球的形成主要包括两个过程：纳米颗粒的团聚形成非晶球、高温处理时有机物的去除和氧化铁的结晶形成多孔球。通过漫反射图谱和光催化降解罗丹明B的实验可知,氧化铁多孔球具有很宽的可见光光谱响应范围和很好的可见光光催化活性。第三章是氧化铁空心多面体的制备和表征。使用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(分子式：C8H15BF4N2简写：C4MimBF4)作为添加剂,通过一步水热法制备出了氧化铁空心多面体颗粒。研究表明BF4-对空心多面体结构的形成起到了至关重要的作用,而C4Mim+则起到了改善颗粒均匀性的作用。这种空心多面体有十八个面(由十二个(101)面和六个(111))组成,并且是一个单晶颗粒。通过对不同水热时间下制各样品的形貌分析,我们提出了空心多面体颗粒简单的生长机理,主要包括三个阶段：第一,花状tetragonal FeOOH的形成；第二,FeOOH脱水形成类球形氧化铁颗粒及类球形颗粒表面的重结晶过程；第三,不稳定内核的逐步溶解。这种生长机理类似于所报道的反向晶体生长机理。光催化实验表明,氧化铁空心多面体相比于非空心多面体具有更好的可见光光催化活性,这得益于其特殊的结构。第四章首先介绍了几种不同形貌氧化铁颗粒的研究；其次制备了氧化铁薄膜、掺锌氧化铁薄膜,对它们的光电流进行了测试；然后制备了氧化铁/二氧化钛复合材料；最后对氧化铁多面体、氧化铁类球形颗粒进行了二氧化钛负载,对实验结果进行了分析讨论。第五章对全文的工作进行了总结。对实验中存在的问题进行了分析和讨论,提出了下一步研究工作的计划和展望。