随着全球对于环境问题的口益关注,光催化技术用于处理环境中的污染物的优势亦被全球研究者广泛关注。为了提高光催化活性和对太阳光的利用率,研究者开发了众多光催化剂,如粉末和薄膜催化剂。尽管TiO2光催化剂因其价格低廉、无毒和稳定性的优势得到了广泛的应用,但是TiO2在生活和工业中的应用仍然有限,因为它不能吸收可见光,而且量子效率低。因此,开发非TiO2型且具有吸收可见光能力的半导体纳米材料,对于弥补TiO2的不足尤为迫切而重要。具有多级结构的BiOBr光催化剂,因其在可见光下具有较高的活性和稳定性,近年来逐渐成为研究热点。目前,研究者已经开发了不同方法制备的BiOBr光催化剂,如：水解法、反相微乳液法、溶剂热法和微波法等,并且可以得到不同形貌的光催化剂,如花球状、纳米粒子等。然而,针对BiOBr光催化剂仍需进行相关研究,以在未来实际污染物治理中发挥作用。目前存在的问题主要包括：(1)研究工作主要集中在粉体催化剂,存在分离困难且难以重复利用的缺陷,更为重要的是,有色染料对光的屏蔽作用,使得粉体催化剂吸收光的效率大幅下降,因此十分必要开发与基底结合牢固的BiOBr薄膜材料并应用于光催化反应器。(2)光催化过程仅能在有光的条件下进行,夜间难以持续进行光催化反应,因此需要开发全天候的光催化反应装置。(3)光催化降解有机污染物的氧化机制特别是和其它氧化过程耦合后的降解过程需要深入研究。针对以上问题,本论文主要开展了以下工作：(1)离子液体辅助溶剂热法制备BiOBr光催化薄膜及其在转盘反应器上的应用通过离子液体辅助溶剂热的方法制备出了BiOBr光催化薄膜,研究了离子液体对BiOBr光催化薄膜在预处理后的玻璃基底上的生长机理。膜和基底通过Bi-O-Si键牢固地结合在一起,而咪唑溴盐离子液体([Ciomim]Br)在膜生长过程中既作为溴源也作为结构导向剂,得到了交织网状并长于玻璃基底上的膜催化剂。用XRD、FESEM研究其晶体结构和形貌特征,用XPS和FTIR研究膜的生长机理以及膜和基底的结合程度,以降解罗丹明B作为探针反应研究其光催化性能,并证明比其他溴源制备得到的膜催化剂有更高的光催化活性。(2) Ag/BiOBr可见光催化薄膜及其在荧光转盘反应器中降解有机污染物在优化BiOBr光催化薄膜的基础上,用光还原的方法沉积了贵金属银,通过银的普拉斯曼效应使得BiOBr光催化剂在特定的波长范围(440-500nm)内增强对光的吸收,进一步提高BiOBr膜催化剂的光催化性能,同时设计与该波段匹配的荧光转盘反应器,使得光催化反应在无光照条件下继续进行,提高了反应体系对太阳光的利用率。(3)H2O2协同花球状BiOBr催化剂可见光下降解对氯苯酚的研究以前期制备的BiOBr粉体催化剂为基础,研究加入H202后协同降解对氯苯酚的性能和机理,进一步增强降解对氯苯酚的活性。自由基捕获的研究结果表明,BiOBr粉体催化剂主要是通过空穴直接氧化对氯苯酚,且没有检测到中间体,BiOBr/H2O2协同体系中则是超氧自由基对光催化降解速率起着最为重要的影响作用,并检测到降解过程中产生了对苯二酚和对苯醌两个中间体。