水体有机染料污染和病原菌污染已经在世界各国造成巨大的经济财产损失,传统的生物法,物理化学法以及新型的高级氧化法等对于去除水体中的染料和病原菌具有效率低、二次污染风险高、环境毒理难控制等隐患。然而光催化技术不仅具有很高的去除效率而且节能环保,是一项值得深入研究的新型净水技术。本文采用光催化法降解水体中的有机染料,以及去除水体中的病原菌微生物。钒酸铋作为一种光催化剂,经常被报道用于染料降解。但是,该催化剂存在催化效率低、催化时间长等缺点。本文采用改进的水热法合成了还原性氧化石墨烯-钒酸铋（BiVO₄-rGO）复合材料,还原性氧化石墨烯作为支撑载体,能有效减少钒酸铋颗粒的团聚,同时提高催化剂的比表面积。SEM电镜和XRD能谱表征结果表明,制备的单斜晶系钒酸铋颗粒表面与一层氧化石墨烯成功耦合,且确实减少了钒酸铋团聚现象。傅里叶红外和XPS表征结果表明,氧化石墨烯在水热过程中被还原为还原性氧化石墨烯,且复合材料含有大量的含氧官能团。紫外可见漫反射表征结果显示,氧化石墨烯的量影响还原性氧化石墨烯-钒酸铋复合材料的带隙能。这可能是引起光催化性能改变的主要原因。通过在可见光下降解孔雀绿（MG）和罗丹明B（RhB）,对BiVO₄-rGO复合材料的染料去除性能进行了评价,光催化结果表明,采用rGO改性的BiVO₄可以有效地提高染料的去除性能。在特定的光催化实验中,BiVO₄-rGO-300在2小时内能去除99.5%的MG,在4小时内能去除99.84%的RhB。此外,还考虑了催化剂在实际废水中的应用。用BiVO₄-rGO对几种实际废水中的MG和RhB进行了降解,实验结果表明,该催化剂能有效地去除实际环境中的染料。这种增强可归因于rGO的加入增加了催化剂的比表面积,高效的电荷转移以及降低了电子空穴对的复合。此外,对pH值、附加电解质等因素对染料降解性能的影响及染料降解机理进行了研究。通过在可见光下杀灭大肠杆菌（E.coli）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）,对BiV O₄-rGO复合材料的抗菌性能进行了评估。抗菌实验结果表明,采用rGO作为BiVO₄的支撑基底,可以有效的增强抗菌剂的抗菌性能。在特定的抗菌实验中,BiVO₄-rGO-300在40min光照内能去除99.9%的E.coli和99%的S.aureus。此外,还研究了催化剂浓度、光照时间等因素对抗菌性能的影响以及抗菌的机理。本文通过考察光生截流子在光催化过程的作用,简单分析了光催化降解染料和抗菌过程的机理。发现光生电子在染料的降解过程中作用不大,起主要作用的是空穴。而在抗菌过程中,光生电子产生的活性氧和空穴都是杀灭细菌的不可或缺的部分。