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环境污染和能源短缺,是人类面临的亟需解决的两大问题。光催化技术是基于对太阳光能的利用,从二十世纪70年代逐步发展起来的,在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。光催化对环境污染物的净化能耗低、净化条件温和、无二次污染,受到广泛关注。过去四十年来,众多报道致力于研究具有更高光催化性能的材料。但目前仍存在可见光吸收有限、电子空穴复合率高等问题,限制了光催化技术的商业大规模应用。铋系光催化剂是一种带隙较窄,能在可见光范围内有较强吸收的光催化材料。本文采用提高光催化剂比表面积、非化学计量比引入晶体缺陷和半导体复合三种方式来提高铋系光催化剂的性能,具体内容如下:1.基于Bi2Mo O6与Bi OI晶体结构上的相似性,设计以Bi OI为自牺牲模板,通过原位转化法制备得到了Bi2Mo O6中空微球。通过对时间演化中间产物以及不同温度下产物的物相和形貌进行分析,得出形成Bi2Mo O6中空微球的最佳反应时间为8h,最佳温度为120℃。对所制备的Bi2Mo O6中空微球的物相、形貌、比表面积以及光学性能进行了研究,表明Bi2Mo O6中空微球表面较为疏松,内部为中空结构,具有较大的比表面积,为61.0m2/g。在可见光下,以甲基橙为降解对象,对所制备样品的光催化性能进行了评价。结果表明所制备的Bi2Mo O6中空微球能在80分钟内完全降解甲基橙,性能优于不同时间下的中间产物和片状结构Bi2Mo O6的光催化性能,具有优越的可见光光催化性能。2.采用溶剂热法,选择Bi(NO3)3·5H2O为铋源,在铋源过量的情况下,改变Na2Mo O4·2H2O的用量,合成了一系列非化学计量比的钼酸铋光催化剂。研究了所制备材料的结构、形貌和光学性能。结果表明所制备的非化学计量比钼酸铋样品可能存在钼空位,导致晶格间距变小和O-Mo键的相对比例减小,并且随着铋/钼比的增加样品对可见光的吸收增强,光生电子-空穴的复合率降低。在可见光照射下,以罗丹明B为降解对象,对所制备样品的光催化性能进行了评价。结果表明随着铋/钼比的增加光催化性能提高,随后又降低,其中铋/钼比为2.2时表现出最佳的光催化性能,并对光催化过程中的活性种和光催化剂的稳定性进行了研究。3.利用Bi VO4与g-C3N4(石墨相氮化碳)能带结构有所重叠,对两者进行复合,从而加速了载流子的迁移速率,降低了光生电子空穴对的复合率。通过原位复合的方法将片层g-C3N4剥离之后,引入到Bi VO4表面,制备了不同配比的g-C3N4/Bi VO4复合光催化剂。研究了所制备材料的结构、形貌、光学性能以及比表面积。表征结果说明g-C3N4成功引入到Bi VO4表面,所制备的g-C3N4/Bi VO4复合光催化剂对可见光吸收较强,具有较大的比表面积。在可见光照射下,以罗丹明B和苯酚为降解对象,对所制备样品的光催化性能进行了评价。结果表明复合光催化剂g-C3N4/Bi VO4光催化性能随着g-C3N4比例的增加先提高后降低,其中g-C3N4/Bi VO4(5:5)复合光催化剂具有最佳的光催化性能,优于单一的Bi VO4和g-C3N4,并且光催化稳定性好。