重金属与有机物的复合污染已广泛存在于水体中,较单一污染更复杂也更难以处理,对人体健康构成严重的威胁,然而目前对于重金属及难降解有机污染物的复合污染主要集中在分别、单独的处理技术,仍缺乏有效的控制方法。本研究采用窄带系半导体Bi₂O₃复合TiO₂催化剂能够实现在可见光下处理重金属和有机物复合污染,重金属捕获光生电子,而有机物捕获光生空穴,能有效地抑制光生电子-空穴对复合,提高复合污染的处理效率。光催化技术能同时削减重金属和有机物的毒性,实现复合污染物重金属还原和有机物矿化的协同处理。以硝酸铋和钛酸丁酯为前驱体,采用水热法制备了Bi₂O₃-TiO₂复合半导体材料,利用XRD、UV-Vis、EDS、XPS等分析手段对复合材料的结构进行了表征。Bi₂O₃-TiO₂复合催化剂光催化还原Cr（Ⅵ）及光催化氧化DBP的效率提高。本研究中所选用的最佳Bi₂O₃-TiO₂复合催化剂的Bi₂O₃质量百分数为4%时,pH最佳值为3。Bi₂O₃的导带位置为0.36 eV,决定重金属Pb（Ⅱ）的还原反应(Pb²⁺→Pb⁰的还原电位为-0.1262 eV)不能发生,在实验中发现Bi₂O₃-TiO₂复合催化剂处理Pb（Ⅱ）和DBP复合污染时,Pb（Ⅱ）能够在可见光下还原,而纯的Bi₂O₃或TiO₂可见光下基本不能还原Pb（Ⅱ）。光照反应8 h后,Pb²⁺转变为PbO、Pb⁰、PbO₂,光照反应18 h后,溶液中无Pb剩余离子,Pb（Ⅱ）转变为Pb⁰与PbO,沉积于催化剂上。根据实验结果推测了Bi₂O₃/TiO₂复合体能够还原Pb（Ⅱ）可能的机理。用Bi₂O₃-TiO₂复合半导体为催化剂,在可见光下处理EDTA络合的铜废水。Bi₂O₃-TiO₂对于Cu-EDTA中Cu²⁺的还原率及EDTA的氧化率均高于单一Cu²⁺的还原率或单一EDTA的氧化率。这是因为Cu²⁺可充当电子的捕获剂,从而加速了EDTA的氧化,COD的去除效率增加。另外EDTA充当了空穴的牺牲剂,使得光生电子和空穴分离,提高了量子产率。络合Cu²⁺得以重新游离在溶液中,捕获光生电子被还原。Bi₂O₃-TiO₂复合催化剂处理Cu-EDTA络合重金属和有机物复合污染后,Cu粒子沉积于Bi₂O₃-TiO₂复合催化剂表面上,煅烧处理后形成CuO/Bi₂O₃-TiO₂复合催化剂,煅烧后重新生成的催化剂可重新用于光催化反应,且光催化效率增加。这提供了一种能同时净化水、回收催化材料的新方法。