我国作为世界能源大国之一,在能源的生产和消费过程中,煤炭扮演着重要的角色。各类燃煤企业在生产过程中排放出大量的烟气,烟气中含有重金属等污染物,其中烟气汞对人类的生活和身体健康造成了严重的威胁。我国人口密度大、能源需求高、工业生产中污染物排放等原因,烟气汞随大气进行传播,容易对生态环境造成不可逆,因此亟需研究开发脱除燃煤烟气汞的技术。光催化技术由于其具有高催化氧化性、环境可持续性等特点,在环境修复方面得到广泛的应用。由于传统的光催化剂禁带宽度比较大,电子-空穴易复合等缺点。新型的改性铋系光催化剂大大提高催化氧化的性能,内电场强,载流子分离效率高,光催化性能远高于常见纳米材料。本文通过掺杂负载、pH诱导、引入空位等手段分别对铋系光催化剂碘酸氧铋（BiOIO₃）、碘氧铋（BiOI）、高碘氧铋（Bi₅O₇I）的催化氧化特性进行调控。通过水热法合成BiOIO₃光催化剂,将石墨相氮化碳（g-C₃N₄）和二硫化钼（MoS₂）与其进行掺杂负载;采用pH诱导对BiOI进行不同酸碱度调控,制备出BiOI/Bi₅O₇I异质结光催化剂;对BiOI进行煅烧处理产生碘空位,由于空位的引入对电子易捕获,进而延长光生电子和空穴的复合时间。通过XRD、SEM、TEM、XPS、PL和UV-vis等化学表征方法和电化学测试对光催化剂进行理化特性分析,同时对光催化剂在氮气气氛中进行脱除烟气汞实验,并且对催化氧化反应过程和脱除机理进行分析研究。研究发现对BiOIO₃进行掺杂负载,极大地提高了BiOIO₃的光催化性能,合适的掺杂负载比例有效地抑制了光生电子和空穴的复合,同时,异质结的形成促进了催化氧化;不同pH的环境氛围对前驱体BiOI进行诱导,随着pH的增大,BiOI逐渐转变为Bi₅O₇I,形成BiOI/Bi₅O₇I异质结,进而提高载流子分离效率;在不同煅烧温度下对前驱体BiOI进行处理,随着温度的提高,前驱体BiOI逐渐产生碘空位,并且在合适的温度形成界面异质结,二者的协同作用极大地抑制电子和空穴的复合,有效地将Hg0氧化为HgO,进而将烟气汞脱除,建立相关的碘空位模型,利用密度泛函理论（DFT）计算阐明了碘空位的存在对催化氧化的影响及其机制。