汞在自然界中分布非常广泛,主要来源有两大类:自然排放和人类活动排放。人类活动排放的汞是最主要的汞污染,每年约5000t左右,汞在环境中的迁移性、持久性和生物积累性引起了全世界的广泛关注。近年来,太阳能因其可持续使用、无污染和高性能的优势而广受欢迎。光催化技术是太阳能利用技术的一个重要分支,利用半导体直接吸收阳光,将光能转化为化学能,被认为是解决能源危机和环境污染问题的最理想方法。经过多年的不断努力,世界各国科学家将光催化技术应用于多个领域。半导体光催化材料已在多个行业领域有了运用,包括消除环境污染物、分解水产氢、CO2还原以及有机污染物降解等方面。富铋基卤氧铋系化合物BixOyXz（X=Cl、Br、I）光催化剂被证明具有更多的负CB位置,可以满足大多数反应电位,是一种非常有潜力的可见光催化剂。本文以Bi24O31Br10和Bi5O7I材料为基础,制备了AgI-Bi24O31Br10、AgIO3/Bi5O7I和Ag2CO3/Bi2O2CO3-Bi5O7I三种系列光催化剂,采用X射线衍射、N2吸附-脱附、紫外-可见光漫反射光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和电子自旋共振等表征手段系统研究了样品的物理化学结构特征;以荧光灯为可见光源,在自制的光催化反应器上详细研究了活性成分负载、光催化剂用量、荧光灯辐照、溶液阴离子、pH值、SO2和NO等对光催化剂脱汞性能的影响;通过表征分析和实验结果,得出如下主要结论:（1）通过水热法和后续的沉积-沉淀法,成功地将AgI微粒子沉积在Bi24O31Br10表面,形成AgI-Bi24O31Br10复合材料。N2吸附-脱附测试表明2%AgI-Bi24O31Br10的比表面积高于AgI和Bi24O31Br10,比表面积的增加为高效的光催化活性提供了可能性。SEM表明Bi24O31Br10光催化剂呈现出纳米微片结构。SEM和TEM表征结果发现AgI高度分散在Bi24O31Br10表面,XPS中结合能的偏移表明二元复合材料之间异质结构的形成。相比纯Bi24O31Br10光催化剂,二元AgI-Bi24O31Br10复合材料的脱汞效率由42%提升到98%,15分钟后即可获得约100%的脱除效率。荧光灯的辐照对于有效地去除光催化剂中的汞至关重要。自由基捕获实验表明,·O2-和h+在Hg~0去除过程中扮演了重要角色。（2）采用静置时间为24小时的纳米棒状Bi5O7I为前驱体,通过AgIO3纳米颗粒进行表面修饰,实现了低负载量的AgIO3在Bi5O7I表面及均匀分散,并在XRD、SEM和TEM表征测试中得到证实。当AgIO3的负载量为Bi5O7I质量的1%时,AgIO3/Bi5O7I呈现出最高约98%的脱汞效率。SEM表明Bi5O7I光催化剂呈现出纳米棒状结构。DRS表明光催化剂在可见光区域显示出增强的光吸收能力。反应溶液温度和溶液pH值对光催化剂的脱汞效率影响不大。一定浓度的CO32-离子对光催化活性具有较强的抑制作用。（3）通过两次简单的沉积-沉淀法成功制备了Ag2CO3/Bi2O2CO3-Bi5O7I三元复合材料。XRD表征结果证明Ag2CO3/Bi2O2CO3-Bi5O7I复合材料被成功制备。其中,Ag2CO3的负载量为1%时,Ag2CO3/Bi2O2CO3-Bi5O7I光催化活性最高。相比Bi5O7I材料,三元Ag2CO3/Bi2O2CO3-Bi5O7I的脱汞活性提高至98%。溶液温度为20℃-80℃时,光催化剂能达到98%的脱汞效率,表明该光催化剂良好的温度适应度。一定浓度的SO2会导致光催化剂的脱汞活性失效,出现SO2中毒现象,NO对光催化剂的脱汞活性的抑制作用较小。电子自旋共振表征和自由基捕获实验表明在光催化氧化过程中,·O2-和·OH是主要的活性物种。本文共图54幅,表3个,参考文献114篇。