当今世界环境污染问题已严重威胁到人类健康和社会可持续发展,因此急需绿色高效的技术来解决这一难题。近年来,半导体光催化剂对污染物的降解均表现出较高的光催化效率,从而成为研究热点。近年来,铋系半导体尤其是卤氧铋BiOX（X=F,Cl,Br,I）由于1)固有的层状结构形成内部静电场,2)易于形成氧空位,3)易于形成固溶体实现带隙调控,引起了研究者们的广泛关注。然而目前探究的催化剂存在以下几个问题:1)对于偶氮化合物和芳香化合物降解效率仍然较低;2)设计催化剂使用的有效复合策略较少（例如单一的晶面控制、引入阴/阳离子或仅仅形成异质结）;3)实现氧空位合成的条件较为苛刻且无离子缺陷的引入。本文以Bi（NO₃）₃·5H₂O,KCl,KI,NaBr,乙二醇和NaH₂PO₄等为原料;（1）合成了不同物相比例的BiOCl_0.9I_0.1/BiPO₄ Z-型异质结;（2）通过调节温度实现BiOBr氧空位的生成及能带结构的调控;（3）控制乙二醇和水的不同比例合成了具有不同能带结构的BiOBr。通过降解罗丹明B（RhB）、甲基橙（MO）、苯酚和对硝基苯酚（p-NP）等常见的有色和无色污染物,对催化剂进行性能测试。并对所合成催化剂的结构、形貌、光学性质、电化学性质、能带结构等进行深入研究。除此之外,基于密度泛函理论对所制备的催化剂进行结构模拟、构型优化、并对能带结构、态密度曲线、布居分析和光学性质等进行理论计算研究并给出了更加深入的解释。主要结论如下:（1）用水浴法合成的Z-型BiOCl_0.9I_0.1/BiPO₄异质结对罗丹明B和苯酚的降解表现出优越的光催化活性。其中9%BiPO₄/BiOCl_0.9I_0.1能够在6分钟的时间内降解96.4%的罗丹明B,30%BiPO₄/BiOCl_0.9I_0.1在10分钟的时间内降解88%的苯酚。机理研究表明:1)直接Z-型异质结产生的载流子具有更强的氧化还原能力,同时,受激电子的跃迁方式减小了光生载流子的复合。2)多重缺陷Bi⁵⁺,Bi^（3-x）+,IO₃^-,I₃^-和氧空位的存在,加速了载流子向催化剂表面的的迁移,延长了载流子的寿命。因此,它们的协同作用使得BiPO₄/BiOCl_0.9I_0.1具有优越的光催化性能。（2）对于不同水热温度下合成的BiOBr催化剂,在120度合成的BiOBr分别对罗丹明B和对硝基苯酚的降解表现出较高的光催化活性。在10分钟的时间内,BiOBr（120）对罗丹明B降解率接近100%,BiOBr（120）在12分钟的时间内能够降解93%的对硝基苯酚。而且与没有氧空位的BiOBr（H₂O）相比这些样品均表现出较高的光催化活性。对于控制乙二醇和水的不同比例合成的BiOBr。随着乙二醇含量的增多,BiOBr逐渐由片状形貌变为薄的花状形貌。此外,乙二醇含量控制可以调控BiOBr的晶面生长,随着乙二醇含量的增多,（102）晶面峰的强度逐渐降低,（110）晶面成为主峰。在降解RhB性能测试,催化剂BiOBr（3:7）的反应速率常数K是BiOBr（0:10）的反应速率常数K的16倍,表现出最高的光催化性能。（3）机理研究表明,具有氧空位的BiOBr表现出优越的光催化活性,主要归因于1)氧空位的形成,价带和导带之间产生了杂质能级,拓宽了可见光的响应范围;提高了对污染物的吸附;2)多重缺陷Bi⁵⁺,Bi^（3-x）+,Br^（1+x）-,Br^-,和氧空位的存在,加速了载流子向催化剂表面的的迁移,延长了载流子的寿命;调控了催化剂价带和导带的位置,从而调节了光生载流子的氧化还原能力。（4）基于密度泛函理论对所猜想的BiOBr（OVs）结构模型进行构型优化及计算。计算结果显示,1)具有氧空位缺陷的BiOBr保留了间接的电子跃迁方式;2)能带结构和态密度分布结果证明具BiOBr（OVs）的费米能级附近出现新的杂质能级;3)态密度计算证明杂质能级主要是由Bi-6p和O-2p轨道所贡献的,杂质能级的出现缩小了带隙,拓宽了可见光响应范围;4)计算的紫外可见漫反射图谱显示BiOBr（OVs）吸收边不仅发生了红移同时在可见光范围内有较强的吸收,这与实验得到的可见紫外漫反射图谱结果一致,证明了推测的正确性。