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随着全球工业化的不断发展，越来越多的有机废水排入环境中，对人类健康和生态系统造成了很大危害，环境污染问题越来越多地受到全社会的广泛关注。半导体光催化技术，具有清洁高效、成本低、安全性高等优势，因此在环境污染治理领域内具有广阔的发展前景。而光催化领域内最常用的光催化剂TiO2虽然具有廉价易得、无毒无害的优点，其自身的缺陷如太阳光利用率低和光生电子-空穴易复合等也限制了其实际应用。Bi2O3和BiFeO3两种半导体因其化学性质稳定、禁带宽度适中、吸光范围广及环境友好等优点在光催化领域受到广泛关注。本论文以TiO2材料为基础，分别制备了Bi2O3纳米颗粒修饰的TiO2纳米管阵列电极，以及Bi2O3/BiFeO3纳米颗粒修饰的TiO2复合纳米花光催化剂，并研究了它们去除典型污染物2-氯酚与罗丹明B的性能。具体开展的主要工作及研究结果如下: (1)采用阳极氧化法和真空浸渍法成功制备了负载Bi2O3颗粒的TiO2纳米管阵列电极，并对样品进行了微观形貌、晶体结构、光学吸收性质等表征。Bi2O3纳米颗粒修饰后的TiO2纳米管光响应性能增强，光电性能测试表明Bi2O3/TiO2纳米管阵列电极的光电流密度和光转换效率分别为TiO2纳米管阵列电极的2.58和2倍，模拟太阳光照射下Bi2O3/TiO2纳米管阵列电极对于2-氯酚的光电催化降解效率为TiO2纳米管阵列电极的2.25倍。 (2)采用溶胶-凝胶法和溶剂热法分别制备了Bi2O3/BiFeO3纳米颗粒和TiO2纳米花，随后采用粘结法将Bi2O3/BiFeO3纳米颗粒成功负载到TiO2纳米花上，制备了三元结构的Bi2O3/BiFeO3/TiO2复合纳米花光催化材料。扫描电子显微镜表征结果显示Bi2O3/BiFeO3纳米颗粒均匀分散到TiO2纳米花的表面上，紫外-可见漫反射与荧光表征分析结果表明Bi2O3/BiFeO3纳米颗粒拓宽了TiO2纳米花的光吸收范围，提高了光生电荷分离效率。可见光照射下Bi2O3/BiFeO3/TiO2复合纳米花对罗丹明B的光催化降解效率为TiO2纳米花的3.91倍。