随着我国经济的不断发展,人民的生活水平得到普遍提高,但是,我们仍面临能源短缺和环境污染两大难题。近些年来,半导体光催化氧化技术由于具有高效廉价、环境友好、可持续使用等优点,因此在环境净化和能源转换方面具有广泛的应用前景。然而,传统光催化剂具有较大的禁带宽度,只能吸收太阳能中的紫外光部分。因此,开发廉价、高效及可控的可见光催化剂成为光催化领域研究中的重点和难点。首先,本文通过离子液体自燃烧法合成了富铋型Bi₃O₄Br光催化剂,通过降解染料甲基橙（MO）以及光催化还原CO₂研究了该催化剂在模拟可见光下的催化活性,采用XRD、SEM、TEM、DRS、SPV等测试手段对催化剂进行了表征。结果表明,相比于纯Bi OBr,Bi₃O₄Br拥有更好的光催化效果,这可能归因于Bi₃O₄Br具有较好的可见光吸收性能以及导带位置上移,提高了电子的还原能力。同时,通过光电流和电化学阻抗测试证实了其具有优异的电荷分离性能。通过调节四丁基溴化铵（TBAB）的量,制备了不同比例的Bi₃O₄Br/α-Bi₂O₃异质结材料,其对MO和苯酚都具有更高的光催化降解能力,其中,含61wt%Bi₃O₄Br的异质结对MO的降解速率分别是纯Bi₂O₃和Bi₃O₄Br的11.6倍和5.2倍。通过表面功函和捕获剂测试表明,Bi₃O₄Br和α-Bi₂O₃复合后α-Bi₂O₃价带位置下移,提高了h⁺的直接氧化能力。本研究首次提出价带位置比电荷分离效率更重要。最后,本文通过溶液燃烧法合成了Bi₂Al₄O₉/β-Bi₂O₃异质结材料,在可见光照射下对MO有很好的光催化降解性能,同时,在模拟太阳光下对CO₂还原具有高选择性。通过XPS、SPV、光电流和电化学阻抗等测试,结果表明,当Bi₂Al₄O₉和β-Bi₂O₃在形成异质结的过程中二者有化学键作用力的连接,促进了光生电子和空穴的有效分离。