Trong bài báo này, chúng tôi đã chế tạo thành công hạt nano compozit ZnO/ZrO2 pha tạp Ce4+, với tỷ lệ pha tạp từ 0 - 9%, bằng phương pháp thủy nhiệt. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) chỉ ra các vật liệu ZnO/ZrO2 pha tạp Ce4+ tồn tại ở dạng compozit, không lẫn tạp chất. Hình thái và diện tích bề mặt của vật liệu được nghiên cứu bằng hiển vi điện tử quét (SEM), điện tử truyền qua (TEM) và BET, cho thấy các hạt ZnO/ZrO2 pha tạp Ce4+ có kích thước nano khoảng 40 nm. Phổ FT-IR của vật liệu xuất hiện các nhóm liên kết hóa học rất phù hợp cho sự hấp phụ các chất màu. Ngoài ra, kết quả khảo sát bước đầu chỉ ra rằng, các nano compozit ZnO/ZrO2 pha tạp Ce4+ đều có khả năng quang xúc tác phân hủy xanh methylene (MB) khá tốt, hiệu suất đạt lần lượt là 44,73% và 73,13% dưới ánh sáng khả kiến và khi chiếu sáng đèn Led. Bước đầu cho thấy vật liệu nano compozit ZrO2/ZnO pha tạp Ce4+ có tiềm năng ứng dụng trong xử lý ô nhiễm môi trường nước.