光催化技术在解决环境问题和能源危机领域具有很好的应用前景。氯氧化铋（BiOCl）作为一种新型的半导体光催化材料,由于其独特的光学和电子结构引而备受关注。然而,单独的BiOCl由于较宽的带隙使得它只能在仅占太阳光5%的紫外光下激发,同时其较快的光生载流子复合率和较慢的反应动力学严重地影响了BiOCl的光催化性能。为了解决这些制约性因素,本文分别从改善光学吸收能力、提高催化反应动力学以及增强电荷分离效率三个角度对BiOCl进行改性研究,来提高其光催化性能。通过有机污染物分子来评估样品的光催化性能,并对其进行相应的表征和分析。具体内容如下:1、一种新型三元Ag@Ag₂O/Bi OCl光催化剂的制备及其光催化性能研究。通过简单的两步路线成功地将Ag@Ag₂O助催化剂修饰到BiOCl纳米片的{001}晶面上得到可见光驱动的新型三元Ag@Ag₂O/BiOCl Z型光催化剂。作为对照,通过适当的方法合成了Bi OCl纳米片、Ag₂O纳米颗粒和Ag/BiOCl复合物。通过各种表征方法研究了合成后的样品。紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）显示,Ag@Ag₂O/BiOCl的光吸收范围从紫外区域拓宽至可见光区域。光降解实验表明,Ag@Ag₂O/BiOCl复合材料在可见光照射下对罗丹明B（RhB）分子表现出很好的降解效果,在120 min内降解率达到91.2%,其反应速率约为BiOCl、Ag₂O和Ag/BiOCl样品的32、3和5倍。荧光（PL）和电化学阻抗（EIS）结果表明,Ag@Ag₂O/BiOCl体系中可能形成了异质结增强界面电荷传输并抑制光生的载流子复合。最后结合能带结构和自由基分析实验,进一步探索了Ag@Ag₂O/BiOCl复合材料降解RhB可能的机理。2、氧空位和能带工程提高BiOCl光催化氧化有机污染物的反应动力学。通过溶剂热改性方法分别合成了具有氧空位的OV-BOC和不含氧空位的BOC。光催化降解RhB、甲基橙（MO）和苯酚的实验结果表明,OV-BOC具有一定的可见光光降解能力,同时,加入1mM H₂O₂后,OV-BOC降解的降解的动力学常数分别提升2.6、3.1、2.4倍。X射线光电子能谱-价带谱（VB-XPS）,电子自旋共振谱（ESR）等结果表明,不同的溶剂热法不仅可以在材料中引入氧空位还可以调控能带结构。UV-vis DRS显示氧空位会在导带下方带来新的杂质能级,从而提高光响应范围,同时氧空位有利于体系中¹O₂的产生,这是有利于光催化降解的。另一方面,相较于BOC,OV-BOC价带位置下移了0.17 eV,这有利于空穴（h⁺）直接氧化有机污染物。自由基分析实验结果表明,加入H₂O₂后,体系中·O₂^-的含量增加2～3倍,这主要是由h⁺活化H₂O₂所致。通过引入氧空位和调节价带位置来共同提高光催化氧化表面动力学,从而进一步提升光催化性能。3、构筑Z型{001}/{110}晶面异质结促进BiOCl空间电荷分离。我们通过在强酸条件下水解得到{110}/{001}面共暴露的BiOCl纳米板材料。光催化降解结果表明,BiOCl对污染物的光催化去除性能与这两者晶面间的比例有关。通过PL、时间分辨荧光光谱（TRPL）、表面光电压光谱（SPV）和EIS分析了样品的光生载流子的分离情况。此外,理论计算表明,{001}晶面和{110}晶面的能带结构呈现错开式的能带排列,从而使BiOCl有存在晶面异质结的可能性,进一步通过计算所得的功函数来判断晶面间的电子流向。基于这些实验结果和理论计算结果,文章提出了Z型晶面异质结的电荷转移机制。