近年来,随着环境问题的日益严重,人们对环保技术的呼声越来越高,光催化技术作为一种新型、环保、节能的技术,受到了广大科研工作者的青睐。所有合适的光催化剂里面,TiO₂备受广大科研工作者关注,但是TiO₂较大的禁带宽度（Eg≈3.2eV）使其运用范围受到一定的限制,而Bi₂O₂CO₃作为TiO₂理想的替代品同样受到广泛研究。Bi₂O₂CO₃是一种典型的铋系层状化合物,是Aurivillius类型层状化合物,具有典型的“sellen”结构,其结构由[Bi2TiO₂]2+层和CO32-层组成,其禁带宽度为2.8～3.2 eV,对水及有机物具有良好的光催化分解作用。本课题主要通过研究Pb掺杂对Bi₂O₂CO₃光催化性能的影响以及Ag复合对Bi₂O₂CO₃光催化性能的影响,并利用第一性原理计算从理论上验证Pb掺杂对Bi₂O₂CO₃能带的影响。具体研究包括如下方面:（1）以Bi（NO₃） ₃· 5H₂O和Pb （NO₃） ₂等为原材料用水热法制备不同比例铅掺杂碳酸氧铋半导体,通过XRD、SEM、TEM、UV-vis等测试手段证明铅以正二价和正四价的形态进入碳酸氧铋晶格内部,并且取代晶格中的铋离子。铅的成功掺杂使得晶格内部的电子重新排布,形成了新的掺杂能级,减小了半导体的禁带宽度。通过第一性原理计算从理论上证实了半导体禁带宽度减小,原子的态密度计算结果也表明铅的存在会在碳酸氧铋的费米能级附近形成掺杂能级。在光催化降解染料RhB的实验中,不同含量的铅掺杂的碳酸氧铋都显示出了优于本征碳酸氧铋的光催化性能。其中,掺杂量为10%的碳酸氧铋呈现最佳的光催化性能。掺杂量过高会导致半导体体积变大,相对表面积减小,使得有效光催化位点减少。（2）以五水硝酸铋和硝酸银为原料,用一步水热法成功合成了银与碳酸氧铋的复合物。通过XRD、SEM、TEM、UV-vis等一系列测试手段发现:银以纳米单质颗粒的形态均匀地分布在碳酸氧铋纳米片层上,与碳酸氧铋之间形成了异质结构,银的存在也使碳酸氧铋半导体的紫外可见光谱发生红移,提高了半导体的光响应范围。光催化实验表明,不同含量银复合的碳酸氧铋的光催化效率均比未复合的碳酸氧铋的光催化效率高,而且当复合比例为20%时光催化效率最高。该现象可解释为银的存在会使碳酸氧铋表面的电子分布发生相应的改变,接触部分的载流子重新分布,电子呈现从费米能级相对高的碳酸氧铋上转移到费米能级相对低的银单质上的趋势。从而银单质上聚集较多的电子,碳酸氧铋表面积累相对较多的正电荷,形成能够捕获光生电子的肖特基势垒,在一定程度上阻碍了光生电子-空穴对的复合,一定程度上提高了光催化活性;但是,当过量的单质银存在时,银纳米颗粒容易发生聚集,进而遮挡碳酸氧铋表面的反应活性位点,使暴露在外面的活性位点减少,影响光催化效率。