自1972年二氧化钛光解水现象发现以来,半导体光催化领域得到了广泛的关注和飞速的发展,这一技术为我们提供了一种理想的环境治理和能源利用的方法。目前,发达国家已尝试利用光催化技术解决日益严峻的水资源、空气、土壤等环境问题。但是,目前以半导体TiO2为主要催化剂的光催化技术还存在着诸如太阳能利用率低,量子产率低以及分离回收困难等诸多问题,使其工业应用受到极大限制,因此,进行新型光催化材料的探索以及改变以TiO2为主的催化剂的性能从而提高其效率的工作迫在眉睫。溴氧化铋具有可见光下催化性能好、经济成本低、无毒等优点,引起了科研人员的关注,同时,BiOBr以其独特的结构从而被广泛应用于光催化技术中。本文在离子液体中制备了系列BiOBr催化剂、硝酸蒸汽处理碳纳米管负载BiOBr催化剂、稀土元素掺杂BiOBr催化剂以及合成了改性TiO2,利用XRD、SEM, HRTEM、DRS、PL、EPR、EIS等表征手段对BiOBr催化剂以及改性的BiOBr催化剂进行表征,考察了其在甲基橙染料废水中的光催化性能,初步探讨了催化剂光催化降解甲基橙的机理。主要内容如下：(1)考察了离子液中合成的BiOBr催化剂的光催化降解甲基橙的性能。结果表明,离子液体链长、离子液体阴离子种类都会对BiOBr合成有较大的影响。经过比较,BiOBr催化剂制备的最佳参数为：以溴化1-丁基-三甲基咪唑为溶剂和模板剂,Bi:Br摩尔比为2：3,水热160℃下反应8h,得到的BiOBr可在4小时内使甲基橙脱色率达94%。而不同离子液体链长引起BiOBr结构上的变化,这可能导致(011)晶面含量的不同,进而导致影响氧空位的浓度而使其光催化效果呈规律性变化：随着离子液体链长的增加,(011)晶面比例不断增大,氧空位浓度下降,光催化效果依次下降。(2)通过添加稀土元素对BiOBr进行改性。在合成BiOBr的过程中加入稀土离子,以2Omg/L甲基橙为目标污染物,通过研究其光催化性能发现,随着稀土元素掺杂量的增加,对BiOBr的光催化活性的影响呈现先降低后上升的趋势,而镧掺杂的BiOBr表现出逐步降低的效果。这可能跟稀土元素独特的4f轨道以及轨道上的电子活动有关。(3)通过添加碳纳米管对BiOBr进行改性。将被硝酸蒸汽处理过的碳纳米管负载到BiOBr上,通过研究其性能发现,温度、时间、不同离子液体链长对其合成均有影响。经过比较,BiOBr催化剂制备的最佳参数为：以溴化1-十六烷基-3-甲基咪唑为溶剂和模板剂,在水热反应釜中160℃下反应16小时。将得到的BiOBr催化剂,在300W氙灯下对甲基橙照射,其脱色率可达95%。(4)利用碳纳米管及杂多酸对TiO2复合改性。在合成TiO2的过程中添加磷钨酸以及碳纳米管,通过研究改性TiO2光催化性能发现,最佳复合量为0.025g碳纳米管/0.03mol TiO2、磷钨酸与二氧化钛摩尔比为0.08,复合催化剂在2.5h内可使甲基橙的脱色率达到93.7%,大于纯TiO2的64.9%和MCNTs/TiO2的83.7%。(5)利用有机大分子物质对Ti02复合改性。改性后的复合材料具有可见光光催化活性,通过研究发现,复合材料在6小时内可降解60%以上的甲基橙。