【摘 要】
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间接间隙半导体卤氧化铋BiOX（X=Cl、Br、I）由[Bi2O2]2+层和双卤素原子层在C轴上交错排列,形成独特的层状结构。其中BiOCl禁带宽度较大只能响应紫外光,BiOI光生空穴和电子复合效率较快均不利于光电和光催化性能的提升。通过改变卤氧化铋中卤素原子的化学计量可以显著调整其能带结构,所以我们设计了卤氧化铋中的Cl/I为8:2的复合半导体纳米材料以调整其光学带隙,使其光谱响应范围拓宽到可见
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间接间隙半导体卤氧化铋BiOX（X=Cl、Br、I）由[Bi2O2]2+层和双卤素原子层在C轴上交错排列,形成独特的层状结构。其中BiOCl禁带宽度较大只能响应紫外光,BiOI光生空穴和电子复合效率较快均不利于光电和光催化性能的提升。通过改变卤氧化铋中卤素原子的化学计量可以显著调整其能带结构,所以我们设计了卤氧化铋中的Cl/I为8:2的复合半导体纳米材料以调整其光学带隙,使其光谱响应范围拓宽到可见光。同时,半导体的光学带隙还与其微观结构,如尺寸、形貌和结晶度等有关。因此我们使用不同的表面改性剂来对卤氧化铋进行表面改性,从而提高其光电和光催化性能。（1）本文使用水热法合成了BiOCl0.8I0.2纳米粉体,研究了不同的水热温度和水热的溶剂类型对其物相结构、形貌和光学带隙的影响。研究表明在溶剂为去离子水时制备的样品结晶度较好,而在乙二醇中制备的样品结晶度较差。通过SEM可以看出在去离子水中制备的样品基本上为无规则堆积的片状材料,且随着合成温度的升高团聚更为严重;而在乙二醇中制备的样品基本上为三维微球结构,且随着合成温度的升高其微球尺寸逐渐减小。通过紫外吸收计算了制备样品的光学带隙,发现在乙二醇中合成的样品的光学带隙都小于在去离子水中合成的样品,我们把这归因于其特殊的三维微球结构所导致的。（2）分别使用KH550、硬脂酸、CTAB、PVP和PVP、冰乙酸、柠檬酸分别对在水中120℃和乙二醇中150℃中制备的样品进行表面改性,研究表面改性之后对其微观结构、表面形貌以及光电性能的影响,同时对比改性之后对制备的卤氧化铋光电性能的影响。结果表明在水中120℃经过硬脂酸改性之后的样品尺寸变得更小且相对更加分散一些;而在乙二醇中150℃经过PVP改性之后的样品尺寸更加均匀,为2-3μm的多孔微球结构。通过光致发光光谱和光电流响应揭示了在乙二醇中150℃经过PVP改性之后的样品具有更慢光生空穴电子复合效率和更高空穴电子的分离效率,我们把这归因于其特殊的多孔微球结构。（3）使用PVP对分别对在不同溶剂（水和乙二醇）150℃下的样品进行改性并研究了其降解Rh B、MB、MV和MO的光催化降解性能和对相应的光催化机理进行了探索。结果显示对Rh B、MB、MV和MO的降解速率常数k为0.039 min-1、0.029 min-1、0.017 min-1和0.004 min-1。自由基清除实验表明所有有机染料降解中,光生空穴（h+）是主要的活性物种。我们把光催化活性的提高归因于椭球状卤氧化铋的低结晶性和缺陷所带来的活性位点,从而促进更多的光生空穴和电子到达光催化剂表面。
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