光催化技术能够直接利用太阳能,近几十年在降解水中污染物的方面取得了很大的研究进展,并且在杀菌、光解水产氢以及染料敏化太阳能电池等方向都具有很好的应用前景。以TiO₂为代表的光催化剂能在紫外光照射下将水中难降解、高毒性的污染物矿化为CO₂和H₂O,但由于入射到地面的太阳光中只有不到5%的紫外光,可见光约占50%。因此,开发能在可见光下工作的催化剂一直是国内外研究的热点。Bi₂O₃作为一种新型可见光催化剂,由于制备简单,带隙容易调整而引起研究者的关注。然而,纯Bi₂O₃的光催化活性仍然较低。为了满足未来环境应用的需要,更好地利用太阳能,开发新型、高效铋基光催化剂十分必要。本文采用紫外还原法制备了 Bi@BiOI-Bi₂O₃粉体光催化剂。首先构造了 BiOI-Bi₂O₃异质结,进一步在还原气氛和紫外光照下制备了具有Bi表面等离子体共振（SPR）效应的Bi@BiOI-Bi₂O₃,并对催化剂的表面结构、微观形貌、光吸收、电化学性质等进行了详细的表征。结果表明,与BiOI-Bi₂O₃相比,Bi@BiOI-Bi₂O₃表现出许多的优点:（1）光电流明显提升、带隙减小、电子传输阻抗降低,电子和空穴分离效率提升;（2）可见光催化降解苯酚的效果明显提升,反应3.5 h,苯酚去除率从60%提升到100%。进一步,考察了 Bi@BiOI-Bi₂O₃最佳的制备和应用条件,结果显示当制备条件中紫外还原时间为3 h时,制备的Bi@BiOI-Bi₂O₃活性最高,其在酸性条件下具有最佳的苯酚去除效果,且在可见光照射下经过4次循环使用,催化剂依然保持了良好的活性。机理研究表明,Bi@BiOI-Bi₂O₃光催化降解苯酚过程中,空穴（h+）起主要作用,羟基自由基（·OH）、超氧自由基（O2·-）起辅助作用。进一步,结合简单的浸渍法,用相似的紫外还原方法,在制备BiOI-Bi₂O₃异质结薄膜的基础上,制备了 Bi@BiOI-Bi₂O₃薄膜,用于光电催化。结果表明:（1）BiOI-Bi₂O₃很好地复合在一起;（2）紫外还原反应后Bi单质颗粒主要在BiOI薄片上生成,催化薄膜的颜色随光照时间的不同而产生了显著的改变,35 min为最佳的紫外还原时间;（3）Bi@BiOI-Bi₂O₃对可见光的吸收显著增加。以Cr（Ⅵ）-苯酚废水为研究对象,制备的Bi@BiOI-Bi₂O₃薄膜为阳极,钛片为阴极,外加电压2.5 V考察了催化剂的可见光电催化性能,发现其对Cr（Ⅵ）和苯酚协同消减有很好的效果,其速率分别为Bi₂O₃薄膜的3.2倍（苯酚）和 16.8 倍（Cr（Ⅵ））。最后,结合超声剥离法,在起始的Bi（NO₃）₃·5H₂O溶液中加入了C3N4的剥离液,制备了含薄片C3N4的Bi@BiOI-Bi₂O₃/C₃N₄薄膜,采用相似手段进行表征和对比。结果表明:（1）C3N4的加入使得Bi@BiOI-Bi₂O₃光催化薄膜的可见光响应提升了很3.3倍（0.35 V vs.Ag/AgCl）;（2）最佳的超声剥离时间为 6h;（3）Bi@BiOI-Bi₂O₃/C3N4薄膜对Cr（Ⅵ）和苯酚同步消减有更好的效果,速率约为Bi@BiOI-Bi₂O₃ 薄膜的 1.3 倍（苯酚）和 3.7 倍（Cr（Ⅵ））。