当今科学技术和世界经济不断发展,伴随而来的环境污染问题已成为威胁人类生存的严峻挑战。而半导体光催化作为一种绿色清洁的污染物降解技术,具有非常光明的前景。Ti02作为来源丰富、无毒且稳定性好的光催化剂受到了极大的关注,但其只在紫外波段具有光响应,因此有大量的研究集中在将Ti02的光响应拓展到可见光波段。而将窄带隙半导体与Ti02形成异质结,利用窄带隙半导体的很强的可见光吸收以及异质结对光生载流子分离的促进,是一种行之有效的光催化剂改性方法。层状钙钛矿铁电氧化物Bi4Ti3012带隙约为3.08 eV,而且化学稳定,载流子寿命长,由于铁电性所具有的自发极化所产生的内建电场可能进一步促进光生电子-空穴对的分离,因此在可见光下具有不错的光催化效率。此外,层状钙钛矿氧化物Bi4Ti3O12基本结构和Ti02一样,因此可与TiO2形成界面结构匹配的异质结,同时这种相似性还为原位合成Bi4Ti3O12/Ti02异质结提供了结构基础。本文工作的创新之处是通过水热法合成Bi4Ti3O12/TiO12异质结,将电子结构不同的光催化半导体整合起来,用窄禁带的光催化剂来敏化宽禁带的光催化剂,并通过控制两相比例对性能进行了优化,使得光催化体系对紫外和开见光都具有较好的光催化响应,可将其应用于污染物光催化治理方面。具体的研究内容如下所示:第一章:对半导体光催化的基本原理,在各领域的应用与研究现状进行了介绍,并从中总结归纳出了现有半导体光催化体系有待解决的问题,综合对比了相应的改进方法的优势和不足。在此基础上,引出了本文的研究意义,提出了水热法合成Bi4Ti3O12/TiO12异质结的研究思路,并确立了具体的研究内容。第二章:提出了 了水热法合成Bi4Ti3O12/TiO2异质结的具体制备工艺。探寻了不同两相比例下制备出的异质结的样品形貌、光学性能、光电化学性能以及光催化性能。第三章:以Ti02为Ti源,硝酸铋为Bi源,最终制得的水热法合成Bi4Ti3O12/TiO2异质结,当TiO2与Bi(N03)3的质量配比为5:2时,在紫外以及可见光下表现出最佳的光降解性能。这种异质结构相较于单一相的TiO2增强了可见光吸收和有机污染物光催化降解活性。光电化学测试说明,这种增强作用不仅仅来源于可见光波段的吸收,而且也来源于其光生电荷分离能力的增强,TiO2/Bi4Ti3O12是可见光照射下具有很好的光降解能力的复合催化剂。第四章:对全文的总结以及下一步工作的计划。