在水体污染物处理领域,光催化法具有降解效率高、去除能力强、使用寿命长、二次污染少等优势,是一种具有巨大潜力的水污染处理方法。近年来,为了解决实际水体污染处理中光催化剂所存在的光生电子与电子空穴复合效率高、可见光光吸收范围小、水体中光催化剂易团聚等问题,已有多种改性技术用于合成新型光催化剂。其中,高分子在半导体纳米材料合成中的应用逐渐受到关注,利用其较弱的稳定性,天然高分子材料可作为模板剂、诱导剂、掺杂剂、表面修饰剂等,合成具有特殊结构的半导体纳米材料。本论文以壳聚糖（CS）与海藻酸钠（SA）,这两种不同类型功能团的多糖类天然高分子,作为模板剂、诱导剂、掺杂剂,通过水热法制备了一系列具有高活性的BiOX光催化剂,并将其应用于水体污染物的处理。论文在对高分子改性半导体光催化剂进行综述的基础上,主要开展了如下工作:第一,以SA为天然高分子诱导剂、掺杂剂,合成BiOBr微米花状光催化剂（BiOBr-SA）。先利用SA侧链-COO^-的络合作用与Bi³⁺形成微凝胶,然后,通过水热反应制备BiOBr微米花（BiOBr-SA）。采用XRD、XPS、SEM、TEM、PL、DRS、FT-IR、电化学等方法对BiOBr-SA进行了表征,发现SA侧链-COO^-中的C原子通过与Bi³⁺的螯合作用掺入BiOBr晶格,达到C掺杂BiOBr的目的。将所制备的BiOBr微米花（BiOBr-SA）用于四环素（TC）污水的光催化降解处理。发现BiOBr-SA_0.5光催化剂在模拟太阳光（>420 nm）下光催化18 min,TC的降解率可达88.9%,说明对TC污水而言,BiOBr-SA_0.5微米花是一种快速且具有良好去除能力的光催化材料。最后,通过活性物质捕捉实验探讨了光催化剂的光降解机理,发现BiOBr-SA_0.5光催化剂主要依靠h⁺与·O₂^-降解污染物。第二,以CS为天然高分子形貌诱导剂、晶格结构导向剂,合成BiOBr微米花状光催化剂（BiOBr-CS）。利用CS侧链-NH₂的络合作用与Bi³⁺形成微凝胶,随后在水热环境下制备BiOBr-CS。采用XRD、XPS、SEM、TEM、PL、DRS、FT-IR、电化学等方法对BiOBr-CS进行了表征。发现在反应过程中CS被彻底分解去除,-NH₂的存在也可诱导晶格生长,构造特异性晶面向,使得BiOBr-CS光催化剂具有了高度暴露的（110）晶面。随后,将BiOBr-CS光催化剂用于罗丹明B（RhB）染料污水的处理,发现BiOBr-CS_0.45对RhB具有优异的光催化降解能力,光催化30 min,对RhB的降解率可达99.7%。说明对RhB污水而言,BiOBr-CS_0.45微米花是一种具有良好去除能力的光催化材料。通过光降解机理研究,发现BiOBr-CS_0.45光催化剂也主要依靠h⁺与·O₂^-降解污染物。第三,CS为天然高分子形貌诱导剂、晶格结构导向剂,合成BiOCl中空微米花状光催化剂（BiOCl-CS）。利用CS侧链-NH₂的络合作用与Bi³⁺形成微凝胶,随后在水热环境下制备具有中空微米花形貌BiOCl-CS。采用XRD、SEM、PL、DRS、FT-IR等方法对BiOCl-CS进行了表征。发现,在反应过程中CS被分解去除,-NH₂的存在也可以诱导晶格生长,构造特异性晶面,使BiOCl-CS光催化剂的（001）与（110）晶面高度暴露。同时,该材料对TC污水具有良好的去除能力,BiOCl-CS_0.5在可见光下,光催化35 min,TC降解率可达93.7%。说明对TC污水而言,BiOCl-CS_0.5中空微米花是一种具有优异去除能力的光催化材料。总之,本文以天然高分子为结构诱导剂、模板和碳源。制备了一系列BiOX光催化剂。在以上体系中,天然高分子不但可以构筑具有微米花形貌的BiOX光催化剂,并通过水解、碳化等方法被轻松去除,从而省去了材料二次煅烧去除模板的麻烦,还能通过诱导光催化剂特异晶面的形成以及碳掺杂,进而增强光催化剂的可见光区光吸收。所制备的BiOX光催化剂具有很高的光催化活性,有望用于水体有机污染物的降解。