近年来,TiO₂作为半导体材料,以其活性高,稳定性好,对人体无毒,成本低且光催化处理污水和净化空气,而被广泛应用,成为最有潜力的光催化剂和光催化领域的研究热点。但是目前困扰二氧化钛光催化剂的应用有两大难题:（1）由于二氧化钛的禁带较宽（Eg=3.2eV）,只能响应波长在387.5nm以下的紫外光,其约占到达地面太阳能的5%,而占太阳能45%的可见光则未被有效利用;（2）二氧化钛的光生电子和空穴容易复合,导致量子效率低。为了克服以上两个缺点,很多研究的焦点都放在将二氧化钛与窄带半导体复合上,通过构建异质结,能有效拓展吸收光谱向可见光方向移动和抑制光生电子-空穴的复合。本论文继续朝着这个方向做积极地探索,制备了Bi₂O₃-TiO₂复合半导体,发现了一些有趣和有益的成果,并详细表征其结构,形貌,表面物理化学性质和光吸收特性,系统研究了其光催化行为。具体研究内容如下:第一,利用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）增溶剂溶胶凝胶法制备Bi₂O₃-TiO₂复合半导体,并对不同Bi-Ti原子比和不同焙烧温度下的Bi₂O₃-TiO₂复合半导体进行X射线光电子能谱（XPS）,高倍透射电镜（HRTEM）,X射线衍射（XRD）和紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）表征分析。研究表明,与纯TiO₂相比,Bi₂O₃的存在能有效抑制TiO₂由锐钛矿向金红石的晶相转变,提高TiO₂热稳定性,抑制TiO₂晶粒生长和拓宽TiO₂光谱响应范围。以可见光（λ>400nm）光催化降解甲基橙实验评价光催化活性,探讨了Bi-Ti原子比和焙烧温度对复合半导体光催化活性的影响机制。最后进一步采用XPS和XRD研究复合半导体的稳定性。第二,采用乙二醇络合缩聚溶胶凝胶法成功制备了Bi₂O₃-TiO₂复合半导体,利用XPS, XRD, HRTEM, BET和UV-vis DRS进行表征。研究表明,与纯TiO₂相比,Bi₂O₃-TiO₂复合半导体的晶粒更小,比表面积更大,对可见光的吸收更强。以罗丹明B在可见光下的降解实验评价光催化活性,实验表明,复合半导体的光催化活性明显高于TiO₂,可见光下能降解83%的罗丹明B,而在相同的条件下,TiO₂仅能降解18%的罗丹明B。