在光电催化降解有机物以及分解水产氢体系中,由TiO₂与BiVO₄复合形成TiO₂/BiVO₄异质结光阳极,具有提高载流子的寿命,加快光生电子空穴对的分离、制备简单和成本低等优点,而被广泛研究应用。然而TiO₂与BiVO₄之间能带并不匹配,限制了BiVO₄导带的光生电子向TiO₂导带的迁移,同时BiVO₄自身表面吸附能力弱、光生电子空穴复合等影响因素仍然存在,这些限制因素影响了了TiO₂/BiVO₄异质结光阳极的光电催化效率。因此,解决TiO₂/BiVO₄异质结光阳极的限制因素,提升光电极的光电催化效率具有重要的研究和应用价值。论文设计和制备了原位掺杂修饰后的TiO₂/BiVO₄异质结光阳极材料,成功的解决了上述问题,提高了异质结光电极的光电流密度和光转化效率。主要内容如下:（1）用水热法制备ZnO纳米棒作为TiO₂生长的支撑骨架,然后将Ta原位掺杂后的TiO₂溶胶旋涂在ZnO纳米棒支撑骨架上,去除ZnO纳米棒后,得到高网状结构的Ta:TiO₂纳米管,然后通过将BiVO₄旋涂在Ta:TiO₂纳米管上制备Ta:TiO₂/BiVO₄光阳极。所制备的Ta:TiO₂/BiVO₄光阳极具有比未掺杂制备的TiO₂/BiVO₄光阳极更加优异的电荷传输性能及光电催化性能。XPS测试结果和禁带宽度得出在Ta:TiO₂/BiVO₄纳米管中形成II型界面能带结构,导致电子从BiVO₄的导带向TiO₂的导带注入驱动力,从而产生相当大的异质结光催化活性。Ta:TiO₂/BiVO₄异质结构在1.23V vs RHE偏压下下表现出1.77m A/cm²的高光电流密度,与TiO₂/BiVO₄（0.58m A/cm²）相比光电流密度提高超过2倍。Ta:TiO₂/BiVO₄光阳极的最大光转化效率为0.24%,施加的偏压为0.95V（vs.RHE）,同等条件下,与TiO₂/BiVO₄光阳极相比,光转化效率提高了2.5倍。（2）用水热法制备ZnO纳米棒作为TiO₂生长的支撑骨架,然后将TiO₂溶胶旋涂在ZnO纳米棒支撑骨架上,去除ZnO纳米棒后,得到高网状结构的TiO₂纳米管,然后通过将原位掺杂Mo的BiVO₄旋涂在Ta:TiO₂纳米管上制备Mo-BiVO₄/Ta:TiO₂光阳极。所制备的Mo-BiVO₄/Ta:TiO₂光阳极具有比未掺杂制备的Ta:TiO₂/BiVO₄光阳极更加优异的电荷传输性能及光电催化性能。Ta:TiO₂/BiVO₄光电极在1.23V vs.RHE下光电流密度为1.77m A/cm²,而Mo-BiVO₄/Ta:TiO₂光电极在1.23V vs.RHE下光电流观察到最大的光电流密度为2.58m A/cm²,光电流密度提高了1倍。Mo-BiVO₄/Ta:TiO₂光阳极的最大光转化效率为0.44%,施加的偏压为0.95V（vs.RHE）,同等条件下,与Ta:TiO₂/BiVO₄光阳极相比,光转化效率提高了83%。稳点性测试表明表明Mo-BiVO₄/TiO₂光阳极具有长时间稳定工作的能力,具备进一步研究和应用的价值。