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对叔丁基苯酚(PTBP)是一种新近出现且有代表性的烷基酚类水环境污染物。寻找适合光催化降解这种污染物的催化剂，同时研究光催化降解该物种的反应过程，是推进光催化技术治理PTBP污染物的关键。本论文围绕PTBP光催化降解反应，研究了包括钼酸铁(Fe2(MoO4)3)、Bi4O5I2和Bi12O17Cl2/Bi2O3三种纳米结构材料的合成，表征了他们的结构、形貌和性能，优选了对PTBP具有较好光催化性能的Bi4O5I2和Bi12O17Cl2/Bi2O3纳米材料，并研究了PTBP在Bi4O5I2上的光催化反应机理。主要研究内容和得到的结果如下: 1)以Fe(NO3)3和(NH4)6Mo7O24为反应物，在不添加表面活性剂的情况下，采用一步水热法合成了一种新颖的类桃形钼酸铁(Fe2(MoO4)3)材料。扫描电子显微镜和粉末X-射线衍射仪结果表明，所合成产品具有类桃形的微纳米结构，为单斜晶系结构材料，所用反应前驱物中的铁/钼投料比以及反应时间和温度等条件，对于形成Fe2(MoO4)3的层层紧密组装结构起到了关键作用，定向生长和层层自组装的纳米线构建了Fe2(MoO4)3的微纳米结构。磁性能测试结果表明，该Fe2(MoO4)3材料具有软磁性能。同时，催化性能结果表明，尽管该材料无法在光激发下催化降解PTBP，但在无光照的条件下对盐酸四环素(TC)却表现出较好的催化降解效果，有望作为可磁性回收重复使用的TC降解催化剂。 2)使用溶剂热法并以乙二醇为溶剂，在低温条件下合成了具有分级结构并能可见光催化降解PTBP的Bi4O5I2纳米片。分别通过XRD、XPS、SEM、TEM、IC、DRS、BET、TOC和光催化降解等手段对所合成材料的组成、结构、形貌、光学性质、比表面积和光催化性能等性质的表征和检测，探讨了Bi4O5I2分级微球的形成机理。结果表明，在pH处于6～10时，通过Bi3+，I-和OH-间的溶剂热反应，高纯度Bi4O5I2可以很容易地获得，分层结构的形成可通过溶解-再结晶机制进行解释。所合成的Bi4O5I2纳米片显示出合适的能带结构，其中，带隙能量为2.17 eV，导带边缘电位则比超氧自由基的还原电位更负(Bi4O5I2和O2/·O2-还原电位分别是-0.56 V和-0.33 V);同时，合成材料具有高比表面积(38.6 m2·g-1)和分层微/纳米结构。在可见光照射下，合成材料降解PTBP时有优异的光催化性和矿化效率，其降解速率分别是随机片状BiOI和N-TiO2的6.8倍和57倍。确定了光生反应物种和降解中间产物，并推测出可能的光催化机理。更重要的是，所合成的材料可以很容易地回收和重复使用，揭示了其在有机废水处理的实际应用价值。 3)使用溶剂热-煅烧工艺，成功制备了能可见光催化降解PTBP的三维(3D)花状Bi12O17Cl2/Bi2O3复合材料。分别通过XRD，XPS，SEM，TEM，DRS和VB XPS技术等进行了表征。所合成的复合材料在降解PTBP时表现出的可见光光催化活性明显的比Bi12O17Cl2，Bi2O3和N-TiO2强，其降解速率分别是N-TiO2，Bi12O17Cl2和Bi2O3的10.4倍、4.1倍和1.5倍。这一结果主要归因于Bi12O17Cl2和Bi2O3之间形成的异质结使光生载流子得到有效的分离。此外，超氧自由基和光生空穴被证明是光催化降解PTBP过程中的主要活性物种。