目前能源问题和环境问题对人们的生活影响越来越大,而光催化技术是有望解决这两大难题的最友好的途径。它可以直接利用太阳能来降解有毒的、难降解的有机物(如卤代物、染料、农药,苯酚及其衍生物等)。光催化技术不需要人工能源,就能彻底矿化有机污染物且不会引起二次污染。开发具有可见光响应的新型光催化剂是近年来光催化领域的研究热点。本论文主要进行了基于Bi2O3及其异质结微纳米材料的制备及光催化性能的研究。具体研究内容包括:　　1.采用水热法,合成了草酸铋微米棒和由纳米棒自组装而成的微米花球。空气中400℃高温煅烧2小时,得到Bi2O3多孔微米棒和微米花球。研究了Bi2O3多孔结构在模拟太阳光照射下对毒性有机物苯酚的降解反应。实验结果表明,Bi2O3多孔花球具有较好的光催化活性,2小时内几乎可以将苯酚完全降解。Bi2O3多孔花球高效的光催化活性归因于它比一维Bi2O3多孔微米棒具有更大的比表面积和孔体积。探究Bi2O3多孔花球降解苯酚过程的机理表明,光生空穴和·O2?是主要的活性物种。　　2.以一维草酸铋微米棒为模板,水热合成一维草酸铋/钨酸铋异质结。空气中400℃高温煅烧得到结构新颖的一维多孔Bi2O3/Bi2WO6 p-n异质结。钨酸铋纳米片有序地沿着轴向垂直生长在Bi2O3表面。利用X-射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱学(XPS)、N2吸附/解吸和比表面积(BET)等对产物的形貌、结构及光学性能进行表征。在模拟太阳光以及可见光的照射下,异质结的光催化活性比单独的Bi2O3纳米棒和Bi2WO6花球都要好,这主要是由于异质结的形成不仅拓宽了可见光的吸收范围,并且其内部静电场加速了光生电子-空穴对的有效分离。同时,一维有序纳米结构也有利于电子和空穴的定向迁移和分离。这项工作将会为在光催化应用和光电设备方面,设计合成先进材料提供了一个新的认识。　　3.以上文合成的多孔Bi2O3棒为牺牲模板,低温水浴合成具有较高光催化活性及吸附性能的一维Bi2O2CO3/Bi4O5I2/BiOI异质结。利用XRD、FESEM、HRTEM、BET和FTIR等对产物的形貌、结构及光学性能进行表征。通过在可见光下降解染料RhB来检测催化剂的光催化性能,实验结果表明,Bi2O2CO3/Bi4O5I2/BiOI异质结比纯BixOyIz,Bi2O3和Bi2O2CO3的催化性能都好。在Bi2O2CO3/Bi4O5I2/BiOI异质结中,由于合适的价带导带位置,有利于光生电子-空穴对的有效传递和分离,从而导致光催化活性提高。吸附实验表明,异质结吸附性能较好,较好的吸附与其较大的比表面积有关。