铁酸铋（BiFeO₃）相比于二氧化钛（TiO2）具有更小的禁带宽度（2.1².5eV），在可见光范围内有良好的光催化活性。目前对于BiFeO₃的研究主要集中在室温范围的多铁性领域，但是铁酸铋的光催化性质也日渐得到重视。提高BiFeO₃光催化性能的手段主要有：控制BiFeO₃颗粒的大小及形貌；掺杂其它离子；BiFeO₃与其它材料复合等。在本文中，我们采用水热法将具有优异电学以及机械性能的氧化石墨烯（graphene oxide）与BiFeO₃颗粒复合，表征了复合材料的结构和微观形貌，并测试了其光吸收以及光催化性能。主要研究内容和结论如下：研究了复合材料中graphene oxide含量对于复合材料光催化性能的影响。复合材料的光催化性能明显优于纯铁酸铋。复合材料中出现了附着在graphene表面，粒径为2⁵nm的BiFeO₃颗粒，包覆在graphene层片结构中粒径为100nm的BiFeO₃颗粒，以及沉淀在水热体系底部的微米级较大复合颗粒。复合材料具有良好的可见光响应，其禁带宽度可达1.78eV。另外，graphene oxide的含量会影响BiFeO₃的结晶度和相组成：过量的graphene oxide会阻碍铁酸铋的结晶过程并引入杂相。XPS测试表明石墨烯与BiFeO₃之间存在Fe－O－C键。制备了在KOH浓度分别为1M、2M、4M、6M、8M、10M、12M、14M的水热环境下生成的8组BiFeO₃/graphene复合材料，以了解水热过程中KOH浓度对于复合材料性能的影响。结果表明，水热反应生成具有R3c钙钛矿结构的BiFeO₃所需的最低KOH浓度为8M。KOH浓度对于BiFeO₃颗粒的影响，主要体现在其对于BiFeO₃的形貌以及晶粒大小的影响；对于graphene oxide，则主要影响其水热还原后的再石墨化程度，从而影响石墨烯与铁酸铋的复合率。最后研究了复合材料在水热环境中的生长机理，提出了负离子配位生长的机理模型。