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光催化氧化技术因操作简单、处理效率高、稳定性好、产物矿化度高等优点,近年来在废水处理领域受到了极大的关注。但是目前,光催化氧化技术在处理废水方面不是很理想,仍存在材料制备成本高、对自然光的利用率低、材料稳定性差等问题。针对这些问题,进一步研发在可见光下具有高催化活性和稳定性的光催化材料是目前该领域最重要的研究方向之一。自上世纪80年代氧化铋（Bismuth Oxide,Bi2O3）被发现可以作为光催化剂以来,国内外关于Bi2O3材料光催化处理有机废水方面的研究不断深入并取得显著的进展。虽然,目前国内外已经采用水解法、模板法、电化学氧化法、液相沉淀法和溶剂热法等方法成功制备了Bi2O3及其复合物材料,基本建立了具有纤维状,颗粒状,球状,花状、片状和棒状等不同形貌Bi2O3的制备方法。但是,对于用同种方法制备不同形貌Bi2O3光催化材料及对其光催化性能差异的基础研究还不够充分,而且对其光催化机理以及对四环素盐酸盐污染物（Tetracycline hydrochloride,TCH）降解路径的研究,报道甚少。因此,本课题拟通过利用液相沉淀法制备出不同形貌Bi2O3光催化剂及研究不同形貌Bi2O3光催化剂材料的构筑机理;然后将其应用于抗生素废水-TCH的光催化降解实验中,并深入研究不同形貌Bi2O3光催化剂的催化降解机理和TCH的降解路径;最后对空心针状的Bi2O3光催化剂进行铈（Ce）掺杂改性并对其光催化性能进行研究,以揭示Ce掺杂对其光催化性能影响的机理。本课题的主要研究内容和结论如下:（1）不同形貌Bi2O3光催化材料的制备和构筑机理的研究利用液相沉淀法分别以六亚甲基四胺（HTMA）、碳酸钠（Na2CO3）、氨水（NH3·H2O）和氢氧化钠（NaOH）为沉淀剂,Bi（NO3）3·5H2O为铋源,稀HNO3溶液为溶剂分别制备出颗粒状、多孔状、颗粒状和空心针状的Bi2O3光催化材料。通过调节沉淀剂的添加量、水浴反应温度和热处理温度三个反应参数,得到了不同形貌Bi2O3光催化材料制备的最优技术条件（HTMA为沉淀剂:添加量6.5 g、水浴反应温度65oC和热处理温度600oC;Na2CO3为沉淀剂:添加量3.0 g、水浴反应温度60oC和热处理温度550oC;NH3·H2O为沉淀剂:添加量7.0 g、水浴反应温度60oC和热处理温度550oC;NaOH为沉淀剂:添加量2.4 g、水浴温度50oC和热处理温度400oC）。在各形貌Bi2O3光催化材料最优的制备条件下,借助扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）对反应过程的中间物进行测试,结果发现由于所用沉淀剂的种类（主要是碱性强度）不同对目标产物前驱体组成（前驱体分别是Bi6O6（OH）2（NO3）4·1.5H2O、（BiO）2CO3、Bi（OH）3和Bi2O3-Bi（OH）3）、反应速率和晶粒自组装速率以及晶粒生长熟化方向的都有所影响,因此分别制备出类六边形片状、不规则颗粒状、不规则颗粒状和空心针状形貌的前驱体材料,经过热处理分解氧化后最终分别得到形貌为颗粒状、多孔状、颗粒状和空心针状的Bi2O3光催化材料。（2）不同形貌Bi2O3光催化材料的表征和对TCH废水的降解性能及降解机理的研究对所制备的Bi2O3光催化材料进行形貌、结构和光催化性能的表征,结果表明:该方法所制备的目标产物中包含Bi和O两种元素,其中Bi元素都是三价,O元素都是二价,因此目标产物都是Bi2O3,且都属于热力学稳定型的α-Bi2O3;FT-IR、XRD和XPS分析结果都没有发现其他杂质,表明该方法制备的α-Bi2O3纯度较高;以NaOH为沉淀剂制备的空心针状Bi2O3材料的比表面积最高(166.58 m2 g-1),显著高于以其他沉淀剂制备的Bi2O3材料(HTMA:64.10 m2 g-1;Na2CO3:77.80 m2 g-1;NH3·H2O:77.58 m2 g-1),表明其可能具有较强的吸附能力;以NH3·H2O为沉淀剂制备的颗粒状Bi2O3材料在可见光区域的吸收强度最强,且PL强度最弱,光生电子和空穴的复合效率较低,理论上表明该材料的催化活性相对另外三种沉淀剂制备的Bi2O3材料的要高。以TCH为目标降解物,氙灯为可见光光源,对分别以HTMA、Na2CO3、NH3·H2O和NaOH为沉淀剂所制备Bi2O3材料的光催化性能和影响因素（光催化剂的添加量、溶解氧、溶液pH和光照强度）以及机理（Bi2O3材料的光催化机理和TCH的降解机理）进行研究。结果发现:适量的催化剂添加量、溶液不曝气、适宜pH（pH:5）和较强的光照（光源功率:450 W）条件,都有利于Bi2O3材料光催化性能的提高;在光照功率300 W、初始pH（为7）及四种沉淀剂制备Bi2O3材料的适宜添加量（60 mg、60 mg、60 mg和55 mg）下对100 mL浓度为20 mg L-1TCH溶液的降解率分别达到73.52%、64.41%、82.32%和70.00%,且对TCH的降解动力学都符合伪一级动力学模型;其中,以NH3·H2O为沉淀剂制备的颗粒状Bi2O3材料的比表面积远低于空心针状Bi2O3的,但其光催化性能相对较好,这与UV-Vis DRS和PL测试的结果相符,说明光催化性能主要取决于对可见光的吸收利用以及光生电子-空穴的作用;四次重复利用后,所制备的Bi2O3材料对TCH溶液依然保持较高的降解率（若原来降解率82.32%,四次重复利用后仍高达78.80%）,损失率较低（分别为4.77%、5.36%、3.52%和4.44%）,都不足6%,表明材料的稳定性较高,具有较好的经济实用价值;光催化掩蔽实验表明:所制备的Bi2O3材料对TCH的降解机理主要是利用e-、h+和·OH对TCH进行降解,·O2-在降解过程中没有起到明显作用;利用LC-MS/MS对TCH溶液的光催化降解中间产物进行测试分析,推理出TCH可能的降解路线,为研究其降解毒理性提供重要的参考依据。（3）Ce掺杂空心针状Bi2O3材料的制备及其光催化性能研究在空心针状Bi2O3材料的最优制备条件下,结合共沉淀法制备出Ce掺杂的空心针状Bi2O3光催化材料并对其进行表征。结果表明:Ce掺杂后的Bi2O3材料相对未掺杂的空心针状Bi2O3材料其形貌维持了空心针状,但是尺寸有所增加(比表面积相对减小,为149.51 m2 g-1),可能由于Ce的掺入改变了Bi2O3晶粒的生长速率导致的;由于Ce掺杂量较少,X-射线衍射（X-ray diffraction,XRD）测试结果显示HNB-Ce中Bi2O3的晶型依然是α-Bi2O3;通过UV-Vis DRS、PL对HNB-Ce表征的结果显示,相比空心针状Bi2O3,HNB-Ce材料明显改善了对可见光的吸收强度和抑制了光生电子-空穴复合效率。在功率为300 W的可见光下,对比CNB和HNB,将HNB-Ce对TCH溶液进行光催化降解实验和光催化掩蔽实验。结果发现:适量的Ce掺杂有利于改善HNB-Ce对TCH的降解效率;当掺杂量为5%时,降解效率最高（89.1%）优于HNB（70.00%）和CNB（36.98%）;适量的Ce掺杂有利于增强材料对光的吸收强度、抑制光生e-和h+的复合和增强对·O2-的利用从而提高HNB-Ce材料的光催化性能;此外,该材料对TCH的降解模型符合伪一级动力学模型且重复利用性能较高,四次重复利用后对TCH的降解率仍可达到86.68%,材料的形貌和晶型基本没有变化,表明掺杂后的材料也具有较好的稳定性。