钒酸铋（BiVO₄）是一种可见光响应的光催化剂,在降解有机污染物的应用方面显示出良好的光催化性能。本论文通过采用改变实验方法、增加表面缺陷态、金属离子改性等手段来构筑不同表面态性质的BiVO₄,研究了其光催化性能。采用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、荧光光谱仪和紫外-可见漫反射光谱仪等多种分析技术对样品进行了表征,并进一步探究了不同形貌样品的表面态性质与光催化性能之间的关系。本论文的主要内容包括以下三部分:a)采用两步合成法,制备具有高比表面积和高吸附性能的BiVO₄纳米纤维。乙二醇（EG）和NaOH溶液对其形成起重要作用。用该方法制备出的BiVO₄纳米纤维比普通的BiVO₄样品具有更高的比表面积,吸附性能大大增加。同时BiVO₄纳米纤维的酸性表面态性质有助于染料的降解。此外,我们以高吸附性能BiVO₄纳米纤维为基底,通过掺杂金属离子Mⁿ⁺制备了具有高催化性能的M_xV_yO_z-BiVO₄光催化剂。实验结果表明Ce³⁺的加入抑制了钒酸铋的晶型转变,进而提高了其光催化活性。b)通过碱刻蚀处理,构建缺陷表面态,制备不同形貌和晶相的BiVO₄光催化剂。用低浓度NaOH处理后,BiVO₄多面体的表面经过缓慢蚀刻并变得粗糙。当NaOH浓度增加到一定值时,多面体BiVO₄样品可完全转变成其它相,例如正四面体状的Bi₂O₃、片状和棒状的Bi₇VO₁₃、以及三角块状和立方体状的Bi₂₅VO₄₀。特别是,当NaOH的浓度为0.1 M时,所得样品是具有粗糙表面的多面体状BiVO₄和规则的四面体状Bi₂O₃的复合物。该复合材料在几种有机污染物的降解过程中均表现出最佳的光催化活性。通过对复合材料降解机理的探索,结果表明:BiVO₄与Bi₂O₃的复合大大提高了光生电子-空穴对的转移速率,进而产生了h⁺等高活性物种。此外,不同晶相的钒酸铋光催化剂还显示出对大肠杆菌的抗菌活性,极大地抑制了细菌的生长和增殖,在生物领域具有潜在的应用。c)以纳米纤维状、多面体状、珊瑚状和球状的单斜相BiVO₄光催化剂为研究对象,研究不同表面态对光催化性能的影响机制。通过多种检测技术研究结果如下:具有最高比表面积的纳米纤维状BiVO₄对有机物有最佳的吸附性能;多面体状BiVO₄样品的光催化降解有机物的活性高于球状BiVO₄样品的光催化活性,这是由于多面体状BiVO₄样品的光生电子-空穴对的分离效率比珊瑚状和球状的分离效率高。利用酸碱滴定、Zeta电势等方法测定,发现不同形貌BiVO₄样品表面均存在表面羟基,但多面体状BiVO₄样品的表面酸性羟基数目比珊瑚状和球状BiVO₄样品的多,较多的表面羟基与空穴反应形成较多的活性物种羟基自由基（·OH）,有效地降解了水中的有机污染物。本论文旨在为开发其它高效的可见光响应光催化剂提供基础数据和理论支持,并且这些结果对正确、清晰地认识降解机理具有重要意义。