1.引言
近年来，随着经济的快速发展，能源消耗越来越多，环境污染也越来越严重。如何解决环境污染问题已经成为社会的热点话题，而半导体光催化技术具有好的光降解性能、较低的经济成本和环境友好等优点，因此被认为是最有前景的解决方案[1,2]。关于半导体光催化材料的研究有很多，但是仍然存在以下3个问题：（1）量子效率低：主要由于光生电子和空穴的复合率高；（2）可见光利用率低:禁带宽度越大，则吸收的波长范围越小，可见光的利用率就越低，偏向紫外光区；（3）稳定性低：光催化剂应该具有良好的光化学稳定性[3,4]。因此，如何解决这些问题，找到高效稳定的光催化材料是当前光催化领域的研究重点[5]。
1.1常见的光催化材料
ZnO为六方纤锌矿结构的n型直接带隙半导体材料，在光照下ZnO具有良好的超亲水性，可以用于光催化降解有机物。但是，ZnO是宽禁带（3.2 eV）半导体材料，光生载流子复合效率高，量子效率较低等缺点[6]。
TiO2常见的有金红石和锐钛矿两种晶型，其中锐钛矿的光催化活性较高。TiO2作为光催化剂具有光催化效率高，光化学稳定性好，环境友好和低成本等优点[7,8]。但是二氧化钛的禁带宽度为3.2 eV，只能利用波长小于380 nm的紫外光，仅占太阳光光谱的4-5%[9,10]；另外，二氧化钛的光生电子和空穴对的复合率较高，量子效率偏低，因此大大限制了二氧化钛光催化剂的使用[11,12]。
CdS是一种直接带隙的n型半导体光催化材料，晶型主要有立方相和六方相,且光催化效率与晶型有关。CdS禁带宽度为2.4 eV，是可见光响应的光催化材料，具有极好的光物理和化学性能[13,14,15,16,17]。但是光生载流子的复合较快，量子效率偏低；另外，CdS在水溶液中经过长时间的光照，会由于光生空穴氧化CdS生成S引起光腐蚀[16,17]。现在的研究多是将CdS和其他半导体材料进行复合改性，提高CdS的光稳定性和催化效率[18,19]。
由于良好的可见光催化性，具有尖晶石结构的ZnFe2O4近期受到了广泛的关注[20]。ZnFe2O4是窄禁带（1.9 eV）半导体，对可见光更敏感，催化活性高，又具有磁性，容易回收利用[21,22]。而ZnFe2O4的缺陷也很多，光生载流子复合较快，氧化还原能力不强，纯的ZnFe2O4光催化活性并不理想。因此，提高ZnFe2O4的催化活性成为了研究的新方向[22,23,24]。
1.2 半导体复合改性
不同的半导体光催化材料具有各自不同的优点和缺陷，因此将不同的半导体光催化材料进行复合使其具有更优的性能是提高半导体光催化性能的重要途径之一。不同的半导体能带结构不同，形成异质结构。异质结是两种不同的半导体相接触形成的界面区域。当可见光照射时，窄禁带半导体能有效地吸收可见光，产生光生电子和空穴对。光生电子在界面处局部电场的作用下将从窄禁带半导体的导带迁移到宽禁带半导体的导带，光生空穴则在窄禁带半导体的价带聚集，这样光生电子和空穴就发生了有效分离，降低电子空穴对的复合几率，提高了氧化还原能力和量子效率[10]。
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