随着生活水平的提高,人们的环保意识逐渐增强,半导体光催化降解技术是一种用于降解污水中有机染料和空气中有害气体的新兴技术,光催化反应是一种以紫外光或可见光为光源,最终降解产物为H2O和CO2的反应。由于反应过程绿色环保,因此该技术具有极大的应用前景。卤氧化铋是一类新型高效的光催化材料,本文对该系列化合物中BiOCl、BiOBr和BiOI采用微波辅助法制备进行改性,并对其光催化性能做了系统的研究,具体内容包括以下三方面:(1)采用微波辅助法制备了新型异质结构催化剂BiF3/BiOBr,分别用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)和光催化性能等手段对样品进行了表征和测试。研究结果表明:以罗丹明B(RhB)为目标降解物,异质结型光催化剂BiF3/BiOBr的光催化活性明显优于纯的BiOBr和BiF3,且BF-1的活性最高,可以在40 min内将20 mg/L的RhB完全降解,而加入纯BiOBr时RhB的降解率仅有52.2%。这主要是由于在光催化降解过程中BiOBr与BiF3之间形成了独特的异质结构,提高了光生电子与空穴的分离效率,有效地增强了复合催化剂的光催化活性。(2)采用快速稳定的微波辅助法制备了高催化活性的BiOI/BiOCl复合材料。通过XRD、SEM、XPS、UV-vis和PL等表征手段确定了所制备样品的微观结构、形貌和带隙宽度等。研究结果表明,BiOI/BiOCl(S3)复合催化剂具有最高的光催化活性,可以在60 min内将20 mg/L的RhB溶液完全降解。这主要是由于复合催化剂对光的吸收范围增大,且有效提高了光生电子-空穴的分离效率。此外,经过3次循环降解RhB溶液,BiOI/BiOCl的光催化活性基本保持不变,证明光催化剂具有很好的稳定性。并提出了复合光催化剂的光催化机理。(3)采用微波辅助法制备了纯BiOBr和高催化活性的Ba2+掺杂BiOBr光催化剂,通过XRD、SEM、UV-vis、PL对催化剂样品进行表征。以罗丹明B(RhB)溶液为目标污染物进行光催化降解实验,测试催化剂的光催化活性。结果表明:Ba2+-BiOBr的光催化活性明显优于纯BiOBr,仅需经过55 min就可以将20 mg/L的RhB溶液完全降解。这主要是因为Ba2+的掺杂有效地提高了 BiOBr光催化剂中光生电子-空穴的分离效率。经过3次循环降解RhB溶液,Ba2+-BiOBr的光催化活性没有明显降低,证明光催化剂具有较好的稳定性。捕获实验表明,空穴(h+)和超氧自由基(·O2-)为光催化过程中最主要的活性物种。