基于淀粉糊化机制低温合成了四方相BaTiO₃粉体。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱对合成粉体的形貌、物相进行表征；在超声条件下，以系列典型染料为降解对象测试BaTiO₃压电催化性能。结果显示，煅烧温度为600 ℃时即可获得四方相BaTiO₃粉体，且随着温度的提升，结晶度逐渐增加；当煅烧温度为700 ℃时，合成的BaTiO₃粉体尺寸分布均匀，分散度良好，呈现类立方体状；在超声驱动下，BaTiO₃降解罗丹明B、刚果红、甲基橙染料时均展现出良好的效果，反应速率常数分别为1.090×10^-2、1.113×10^-2、1.084×10^-2 min^-1，并以降解刚果红为对象揭示其压电催化的机理，即空穴和超氧自由基是降解过程中的主要反应物质。

合成了颗粒状、立方体状、纤维状和片状的BaTiO₃粉体，并采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱对合成粉体的物相、形貌进行表征；比较不同形貌、催化条件下BaTiO₃粉体的压电催化活性，并结合有限元分析解释了压电催化活性差异的原因。结果显示，片状形貌下的BaTiO₃粉体具有压电催化活性优势，原因在于其产生了高压电势。且当催化剂固含量为2 g·L^-1、超声频率为40 kHz、染料质量浓度为5 mg·L^-1时具有较优的催化活性，并结合自由基捕获实验揭示了片状BaTiO₃压电催化降解罗丹明B (RhB)染料的机制，即超氧自由基和羟基自由基作为主要反应物实现了污染物的降解。

为改善光催化剂的载流子复合效率高、光响应能力差的问题，利用碱性KOH的“剪切效应”原位合成了具有可见光响应能力的Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃复合压电-光催化剂，通过BaTiO₃持有的内置电场调制Bi₁₂TiO₂₀的光生载流子运输行为，提升其分离效率。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜对合成粉体的物相、形貌进行表征、分析，获得了Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃的时间演化过程。Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃对染料的压电-光催化降解反应速率常数为9.76×10^-2 min^-1，优于压电催化(2.39×10^-2 min^-1)和光催化(8.17×10^-2 min^-1)；此外，结合自由基捕获实验、电子自旋共振(ESR)技术与Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃异质结能带结构揭示了压电-光催化增强机制。

以钛酸四丁酯(TBOT)和五水合硝酸铋(Bi(NO₃)₃·5H₂O)为前驱体，在十二烷基磺酸钠(SDS)或油酸钠2种表面活性剂辅助下，通过水热法成功制备了由纳米片自组装形成的类球状Bi₄Ti₃O₁₂光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和电化学阻抗谱(EIS)对材料的结构与光电性能进行系统的表征。结果表明，表面活性剂的引入使材料带隙从2.72 eV降至2.46 eV，光吸收性能显著提升。在紫外光照射下，评估了Bi₄Ti₃O₁₂对亚甲蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)的光催化降解性能。其中，SDS辅助制备的Bi₄Ti₃O₁₂(BTO-1)对MB的降解率最高，达到98.9%；油酸钠辅助制备的Bi₄Ti₃O₁₂(BTO-2)对RhB的降解率为98.5%，且在5次循环使用后均保持在96%以上。结果表明，表面化学修饰可以有效调控Bi₄Ti₃O₁₂的表面电荷与疏水性，从而增强其对染料的吸附能力，由此提出了“表面修饰-吸附-光催化”协同作用机制。

探究了Ba、Bi化学计量比对晶体结构、形貌及催化性能的调控机制。利用粉末X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、扫描电子显微镜等表征手段，结合碱性环境下的“剪切效应”研究了Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃的结构转变过程，并探究其催化性能影响。研究结果表明，Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃经历了“化学键重组-晶体生成-长大-Ostwald熟化”过程，其在超声振动、光照、超声振动和光照条件下降解染料的反应速率常数k分别达2.05×10^-2、1.06×10^-1、1.47×10^-1 min^-1，展现出良好的压电-光催化协同效果，这主要归因于形成的Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃异质结为光生载流子的运输提供了新通道和BaTiO₃建立的内建电场为载流子分离提供了新动力。