近年来,利用太阳能解决全球性的能源和环境问题越来越受到重视。降解对人类健康有害的有机污染物逐渐成为今天的世界科学研究的重点。因为这些有机污染物不同而且排放源也不同,使得生物降解这些有机污染物的生态问题通常是非常缓慢而且常规治理大多也是无效的。在这方面,光催化技术,尤其是用半导体光催化体系目前是比传统化学氧化方法降解有毒污染物更吸引人。光催化降解环境有机污染物在过去二三十年已经开始研究。除了传统的光催化剂二氧化钛(TiO2),又有许多新型的光催化剂被研究,比如Ag3PO4,BiVO4,BiOBr等。然而,在现有的光催化研究当中,在可见光范围内的有限的吸收率和高的电荷载体的再结合率仍然是两个基本问题。为了解决这两个问题,本论文合成了不同形貌的新型钒酸盐半导体材料(AgVO3和BiVO4),然后进一步设计修饰等离子体复合材料的光催化剂AgVO3@AgBr@Ag和Ag-AgBr/BiVO4。以催化降解罗丹明B作为模型反应研究等离子体复合光催化剂的催化性能。在此基础上,结合采用现代测试手段对钒酸盐纳米材料的合成、结构和性能进行了深入研究,考察光催化反应动力学过程,初步探索不同形貌结构光催化剂的组成和晶体生长机理。主要研究工作分为以下部分:(1)水热方法合成AgVO3及其光催化活性的研究以硝酸银、偏钒酸铵为原料,采用水热方法制备了新型半导体可见光催化剂AgVO3纳米带可见光催化剂,并进一步探讨了AgVO3晶型与其光催化性能的关系。以光催化降解罗丹明B为模型反应,研究AgVO3纳米带的光催化性能。结果表明:所制备的AgVO3纳米带晶型是单斜结构,厚度为30-50纳米,宽度为100-400纳米,长度为10-100微米,且具有良好的可见光催化活性。(2)AgVO3@AgBr@Ag异质结构的合成及其光催化性能的研究新型光催化剂AgVO3纳米带通过水热方法制备。利用离子取代反应把溴化银成功引入到新型光催化剂钒酸银体系;利用光诱导还原反应,再在太阳下光照下分解成银,银/溴化银纳米颗粒均匀地分散在薄的钒酸银纳米带表面。讨论了不同反应物浓度对银/溴化银纳米颗粒尺寸的影响。另外,我们对复合光催化剂的形成机理进行了简单分析。所制备的可见光诱导光催化降解罗丹明B溶液,光催化降解实验结果显示复合光催化剂具有高活性。在实验用可见光源照射下,反应2分钟,70%罗丹明B完全降解,光催化效果较好。该催化剂通过与AgVO3构建异质结,利用了贵金属银的表面等离子体共振效应和复合半导体光催化材料钒酸银和溴化银吸收可见光的优点,使得该复合光催化剂能够有效提高可见光催化效果。(3)树叶状BiVO4光催化剂的制备、表征及其性能研究采用水热方法,以硝酸铋、偏钒酸铵为原料,通过氢氧化钠调节溶液pH值,制备了新型半导体可见光催化剂树叶状的BiVO4。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜及UV-Vis漫反射光谱等现代表征方法对光催化材料BiVO4进行表征。表征结果表明:所制备的BiVO4是单斜相结构,叶片状BiVO4厚度为60~70纳米和宽度70~100微米。通过光催化降解罗丹明B研究了光催化材料树叶状BiVO4的光催化性能,并研究其生长机理。(4)等离子体复合光催化剂Ag-AgBr/BiVO4的制备及应用Ag-AgBr/BiVO4复合光催化剂利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,采用沉积法然后利用光诱导反应制备。作为一个低成本且光催化效率较高的可见光催化剂,树叶状钒酸铋作为基底。在制备过程中,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)不仅作为表面活性剂,模板导向剂还是反应物。通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜及透射电镜等等多种现代表征手段对复合光催化剂进行了表征分析。通过光催化降解罗丹明B研究了等离子体复合光催化剂Ag-AgBr/BiVO4的光催化性能。光催化实验结果表明,Ag-AgBr/BiVO4复合材料具有良好的光催化活性。在实验用可见光源照射14分钟,罗丹明B完全降解。同时,与其他的可见光催化剂相比,如Ag-AgBr,Ag-TiO2和AgBr-Ag-TiO2复合材料,银量的需要和成本明显降低。此外,研究了等离子体复合光催化剂Ag-AgBr/BiVO4可能的光催化机理。(5)新型半导体光催化剂梭状钒酸铋的制备及其光催化性能研究以硝酸铋、偏钒酸铵为反应原料,采用水热溶剂热方法,制备出梭状钒酸铋(BiVO4),在模拟太阳光源的照射下研究了其可见光催化性能。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)观测其结构和形貌。X射线衍射(XRD)谱图表明所制备的样品晶相为单斜结构。通过可见光催化降解罗丹明B来探究光催化材料梭状钒酸铋的光催化性能,还研究了梭状钒酸铋可能的光催化机理。