随着工业的迅速发展,大量有毒污染物的排放,破坏了生态环境,严重危害着人类的健康和社会的可持续发展。半导体光催化技术,可以将清洁的太阳能转化为化学能,在解决人类面临的能源紧缺和环境污染的问题上显示出了优越性。在众多半导体光催化剂中,氧化钨基半导体由于光响应范围较广、易于合成等优势引起了人们广泛关注。同时,我国丰富的钨矿资源为人们研究氧化钨提供了充足的原料来源。由于氧化钨所具有的特殊结构和形貌可以对材料的性质产生深远影响,因此人们对氧化钨的物相、微观结构和晶体的生长方面进行了许多研究。但是由于氧化钨量子效率较低,以及光激发载流子复合几率高等问题的存在,其在光催化领域的发展受到了限制。本论文在前人工作的基础上,为了进一步提高WO₃半导体光催化剂的性能,通过调控实验条件,研究了WO₃的生长方向、表面结构以及结晶水得失对光催化活性的影响,探讨了不同改性方法的机理,本论文的结论为开发研究高效半导体光催化剂提供了实验和理论指导。本文主要研究内容及科研成果如下:第1章主要介绍了本文的研究背景和意义。简单阐述半导体光催化剂的基本原理、研究难点和存在问题及发展现状,同时阐明了 WO₃基光催化剂的优缺点及常用的改性方法,还对影响催化剂的性能机理进行了详细的列举。并在最后阐述了本文的选题思路以及主要研究内容。第2章通过调控水热反应温度,实现了 WO₃纳米棒生长方向的调控,结果表明随着反应温度的提高,WO₃生长方向从（200）、（110）向（111）方向转变;光催化性能测试表明沿（111）方向生长的光催化剂具有最高的光催化降解染料活性,而过渡结构的WO₃催化剂活性最低;结合光电化学测试,我们推测（111）方向生长的光催化剂具有极佳的电子-空穴分离能力是光催化性能提高的主要原因。第3章本通过采用不同表面后处理的方式,来获得具有不同表面结构的氧化钨半导体。结果表明WO₃不同表面微结构对氧化钨光催化性能有比较明显的影响。在此基础上,探究了不同表面结构对WO₃光电化学性能的影响以及作用机理,这为研究设计具有高效的光催化剂奠定了实验基础。第4章主要针对WO₃具有结晶水的特点,以结晶水主要研究目标,通过退火以及再水热的方式来控制WO₃结晶水的得失,并探究结晶水得失对WO₃光电化学性能的影响以及作用机理,并探究了结晶水得失前后影响光催化反应的活性物种,本章工作对理解光催化反应机理有重要意义。第5章主要总结了本论文工作,阐述了本论文的创新点,并对本论文的后续研究做了初步展望。