随着时代的进步,工业化的不断发展和人口的不断增长,能源危机和环境污染成为人类社会亟待解决的两个问题,光催化被认为是解决这两个危机的最有前途的策略之一。卤氧化铋基材料具有一种特殊的层状晶体结构,使得内部的静电场垂直于每一层,从而有利于光生载流子的分离,是一种在可见光下响应的非常优异的光催化剂。同时,卤氧化铋基材料中可以调节金属铋与卤素的比例从而创造非常丰富的结构,如Bi OBr,Bi₅O₇I。它们在光催化降解有机污染物和光催化产氢方面都表现出一定的优势,但是光催化效率在很大程度上受到其能带结构的限制。本文采用两种不同的优化方式对材料进行改性并分别应用于污水处理和光催化产氢。一方面,我们通过金属Sn²⁺掺杂溴氧化铋（Bi OBr）,发现Sn²⁺的掺杂可以优化其能带结构,合适的能带结构使其具有氧化和还原的双重催化功能,大大提高了光催化性能。X射线衍射（XRD）,透射扫描电镜（TEM）,能谱仪（EDS）,X射线光电子能谱分析（XPS）等表征表明,Sn²⁺通过取代部分Bi³⁺均匀分散在Bi OBr中。同时,通过改变Sn²⁺的掺杂量,我们发现Bi_1-xSn_x（OBr）_1-x/3（x=0.2）催化剂表现出最高的光催化活性。在可见光照射下,在60和40分钟内,对Cr（VI）(15 mg L^-1)和CIP(20 mg L^-1)的降解率可达到95%。与纯的Bi OBr相比,Bi_1-xSn_x（OBr）_1-x/3（x=0.2）对Cr（VI）和CIP的降解率分别增加了约45倍和2倍。通过电子捕获实验确定了Bi_1-xSn_x（OBr）_1-x/3催化剂的活性物质以及在CIP催化降解过程中的环境影响因素,并提出了两种可能的降解途径。该催化剂在净化水资源方面具备潜在价值。另一方面,我们通过构建异质结的方式提高催化剂中电子和空穴的利用效率。从目前的文献报道中,我们发现越来越多的半导体光催化剂可以提高析氢性能,但是其中大多数都需要与贵金属一起使用。在这项研究中,我们构建了不含贵金属的Bi/Bi₅O₇I/Sn₃O₄三元光催化剂,其性能可与贵金属相比甚至更高。Bi₅O₇I和Sn₃O₄由于具有匹配的能带结构而构成直接的Z构型异质结,进一步提高了电子和空穴的分离效率,从而提高了催化剂的产氢性能,Bi/Bi₅O₇I/Sn₃O₄催化剂5 h的析氢量可达1630μmol g^-1,是Sn₃O₄的5倍。此外,均匀分布的金属Bi不仅扩展了材料的光吸收范围,而且还充当助催化剂以进一步改善了产氢性能。这项工作为设计用于无贵金属光催化产氢提供了新方法。