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目前半导体光催化技术在处理环境污染问题和促进能源可持续发展领域的应用得到了广泛的认可。铋基光催化剂是近年来文献报道较多的一类可见光驱动材料,其中Bi2W06和BiOX(X=C1,Br,I)具有合适的禁带宽度和特殊的层状结构,吸引了广大科研工作者的关注。但是较低的可见光利用率以及材料本身光生电子-空穴对的易复合都极大的抑制其催化活性,因此进一步提高这类半导体催化剂材料的光催化活性,就有可能满足其在可见光驱动下的大规模应用。本课题对铋基光催化剂Bi2WO6和BiOBr进行改性研究,主要包括三个部分:(1)采用溶剂热法制备具有氧缺陷的金属Bi/Bi3.84W0.16O6.24负载型光催化剂;(2)采用溶剂热法制备出Bi405Br2/Bi24O31Br10)异质结光催化剂;(3)采用化学还原法制备金属Ag/BiOBr负载型光催化剂。采用 XRD、SEM、HRTEM、UV-vis DRS、XPS、PL等技术对所制备样品的物相、形貌、光学性能进行表征,并通过在模拟可见光下对10 mg·L-1罗丹明B(RhB)溶液和苯酚溶液的降解程度评估样品的光催化性能并探究可能的光催化机理。具体内容如下:(1)以乙二醇为溶剂,通过调节前驱液pH=11,在160 ℃下反应8h,制备得到金属Bi/Bi3.84W0.16O6.24负载型光催化剂。与单体B2WO6和Bi3.84W0.16O6.24相比,获得的Bi/Bi3.84W0.1606.24在200 W钨灯下对RhB溶液表现出优异的光催化活性,光照15 min后,RhB溶液的降解效率接近96%。5次循环实验后Bi/Bi3.84W0.16O6.24对RhB溶液的光降解效率下降不显著,表现出良好的光催化稳定性。机理探讨表明,Bi/Bi3.84W0.16O6.24的高光催化活性归因于氧缺陷和金属Bi的协同作用。(2)以乙二醇为溶剂,通过调节前驱液pH=9,在160 ℃下反应4 h,制备出性能优良的Bi4O5Br2/Bi24O31Br10)异质结光催化剂。在500 W氙灯下光照5 h后对苯酚溶液的降解效率达60.3%,比前驱液pH=4条件制得的BiOBr单体活性提高了 44.7%,三次回收循环实验后仍具有较高的催化活性。结果表明,异质结的存在能够提高光催化材料中光生载流子的转移速率,促进光生电子-空穴对的高效分离,降低复合几率,从而提升催化性能。(3)先水热法制备出具有暴露面(110)的BiOBr微纳米材料,然后分散在一定量的AgN03溶液(0.0001mol·L-1)中,加入还原剂NaBH4溶液(0.05 mol·L-1),在30 ℃水浴条件下搅拌4h获得Ag/BiOBr负载型光催化剂。结果表明,在500W氙灯照射下,0.6wt%的Ag/BiOBr比BiOBr单体显示出更好的光催化活性,在光照5 h后对苯酚溶液的降解效率为76.1%,高于BiOBr单体的53.9%。相比于BiOBr,Ag/BiOBr对苯酚溶液的降解具有更好的催化效果,可能的原因是金属Ag与BiOBr的表面产生等离子体共振效应以及金属Ag能够有效抑制光生电子-空穴对的重新复合。通过以上研究工作,我们制备出光催化性能优良的铋钨氧化物和铋溴氧化物,拓宽了铋基光催化复合材料可控合成的研发新思路,为可见光响应型光催化剂用于降解废水提供实验依据。