随着世界工业化进程不断加快,人类社会对能源需求也在急剧增加。目前,全球绝大部分能源消耗都来源于化石能源,而这些化石能源过度开发带来了能源危机和环境污染两大问题。开发和利用清洁的可再生能源是解决这两个问题的有效途径。光电化学分解水制氢技术可以将源源不断的太阳能转变为清洁可存储的氢能,所以受到了人们极大的关注。光催化技术是利用太阳能将有机污染物降解为无机小分子,可以用来处理污水,是一种廉价且对环境无污染的方法。通过光电化学分解水制氢技术和光催化技术可以完美解决能源危机和环境污染的问题。α-Fe2O3作为一种窄禁带n型半导体,能够吸收大部分可见光,且性质稳定,价格低廉,无毒无污染,是一种理想的光阳极材料和光催化剂,已经日益引起人们的重视。但是α-Fe2O3本身还有一些缺陷,比如:光生载流子易复合,表面产氧动力学慢,导电性差,吸光能力弱等,这些缺陷严重制约了它的应用。本论文通过磁控溅射法和水热法分别制备了 α-Fe2O3薄膜和粉末,之后综合运用阳离子掺杂,制备异质结等方法对其进行一系列表面修饰处理,努力提高其光电化学性能和光催化活性,并研究了改性机制,所得到的结论如下:（1）采用了直流磁控溅射方法在氟掺杂二氧化锡玻璃基板（FTO）上沉积了结晶性良好的Fe和Pt膜,探究了最佳溅射工艺方案。在此基础上将样品放置在热氧化炉进行氧化,这样就制备了 Pt掺杂α-Fe2O3薄膜。之后优化了热氧化工艺,经过测试,结果表明热氧化温度在600℃条件下保温2 h样品光电化学性能最好。通过改变磁控溅射时基板加热的温度（300,400,500和600℃）,制备出不同的薄膜样品,并对制备的样品进行了结构表征和光电化学性能测试。X射线衍射图谱（X-ray diffraction）结果表明,制备的Pt掺杂的α-Fe2O3薄膜的两个峰,分别对应（104）和（110）两个晶面。X 射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy）结果表明,Pt掺杂的α-Fe2O3薄膜中Pt是以PtO2形式存在的。紫外可见吸收光谱（Ultraviolet-visible spectroscopy）结果表明,样品在在基板加热温度为500℃时制备的薄膜吸光性最好。（2）光电转换机制研究。研究发现,Pt掺杂的α-Fe2O3薄膜比纯α-Fe2O3薄膜在1.23 V vs RHE条件下,光电流密度提升了 一个数量级,这表明Pt对样品光电化学性能有显著的提升作用。主要原因有两个,第一,是因为Pt作为一种贵金属,功函数与半导体不同,一般是ΦM>ΦS,这样光生电子会从半导体转移到金属表面,从而可以实现半导体光生电荷有效分离。第二,是因为经过热氧化之后,Pt从金属Pt原子最后变成了 PtO2,即Pt的化合价态发生了变化,从Pt（0）变到了 Pt（Ⅳ）,发生了电子的转移,这表明这个过程中产生了电子空穴对的分离,从而提升了光生空穴的寿命。（3）通过水热法成功制备了 α-Fe2O3纳米球颗粒。光催化分解亚甲基蓝实验结果表明α-Fe2O3对降解亚甲基蓝有一定催化作用,当反应为90 min时,α-Fe2O3对亚甲基兰光催化降解效率达到25%。（4）通过两步水热法成功制备了 SnO2/α-Fe2O3异质结,SEM结果表明SnO2是以小圆球的方式镶嵌在α-Fe2O3纳米球表面。该异质结对降解亚甲基蓝有较好地催化作用,当反应为90 min时,SnO2/α-Fe2O3异质结对亚甲基蓝降解效率达到了 44%。比纯α-Fe2O3粉末光催化分解亚甲基蓝效率提升了一倍。这说明SnO2/α-Fe2O3异质结能够显著提高光催化剂活性,从而提高光催化效率。这主要是因为SnO2/α-Fe2O3异质结增大了电子空穴对分离效率,增加了载流子移动速率。