随着社会的发展和科技的进步,环境污染也愈发的严重,环境问题成为社会和舆论关注的焦点。如何营造和谐的生态环境成为科学界的重要课题之一。半导体光催化技术作为一种可以有效降解有机污染物的新型技术获得了研究人员的广泛关注。然而,半导体光催化材料有着两个制约其光催化效率的主要问题:一、半导体光催化材料的太阳能利用率较低;二、光生载流子在材料内部易发生复合。如何解决这两个问题成为半导体光催化技术的重点研究方向。MOFs材料的多孔结构使得其拥有较大的比表面积,可以在光催化过程中更好的吸附有机污染物,在光催化材料的表面形成更多的活性位点;而具有独特电子结构的Bi基半导体,拥有较窄的禁带宽度,相较于传统的光催化材料可以更加有效的提升太阳光的利用率。基于两种材料的特性,本论文以Bi基半导体为基底,分别通过与能带匹配的MOFs材料复合,制备了Bi基半导体/MOFs复合材料。通过XRD、XPS、SEM、TEM、EDS、DRS等分析手段对其结构、形貌和光电性能进行表征。并通过罗丹明B染料的降解实验对复合材料的光催化性能进行研究。本论文的主要研究工作如下:1、首先通过超声辅助室温化学沉淀法制备出BiVO₄化合物,然后采用微波法制备BiVO₄/NH₂-UiO-66复合光催化材料。经实验研究表明,BiVO₄和NH₂-UiO-66形成了Ⅱ型异质结结构,异质结的构建有效地抑制了光生载流子在材料内部的复合,从而提升了复合材料的光催化性能。当BiVO₄化合物的负载量为NH₂-UiO-66材料的金属配体ZrCl₄质量的40%时,复合材料的光催化性能最优。在可见光条件下,光照150 min,复合材料对20 mg/L罗丹明B染料的降解率为90%。形成复合材料不仅可以提高材料的光催化性能,同时也增强了光催化材料的稳定性,样品BVNU40复合材料的第五次循环降解率仍保持96%。自由基捕获实验证明,超氧离子自由基为主要活性物质,在罗丹明B染料光催化降解过程中起主要作用。2、采用室温超声搅拌法制备花生状BiVO₄化合物。通过溶剂热法合成BiVO₄/NH₂-MIL-125（Ti）复合光催化材料。当BiVO₄化合物的负载量为钛酸异丙酯质量的30%时,复合材料的光催化性能达到最优。在可见光下照射120 min,对20 mg/L罗丹明B的降解率达90%。经实验研究表明,BiVO₄和NH₂-MIL-125（Ti）形成了Ⅱ型异质结结构,异质结的构建在一定程度上拓宽了材料的光谱响应范围,提高了复合材料对太阳光的利用率,同时有效地降低了光生载流子的复合率,增加了光生载流子的迁移率,提升了复合材料的光催化性能。样品BVNM30复合材料的第五次循环降解率仍保持97%。自由基捕获实验证明,在罗丹明B染料光催化降解过程中,超氧离子自由基为主要活性物质。3、采用化学沉淀法,在室温条件下制备Bi₄O₃Ti₁₂的前驱体,再通过固相烧结法合成Bi₄O₃Ti₁₂化合物。进一步利用溶剂热法制备Bi₄O₃Ti₁₂/NH₂-MIL-125（Ti）复合光催化材料。当Bi₄O₃Ti₁₂化合物与钛酸异丙酯的质量比为5%时,复合材料具有最佳的光催化性能。在可见光下照射120 min,对20 mg/L罗丹明B溶液的降解率达到95%。实验结果表明复合材料的光催化性能优于单一的Bi₄O₃Ti₁₂材料或单一的NH₂-MIL-125（Ti）材料。经研究表明,NH₂-MIL-125（Ti）材料与Bi₄O₃Ti₁₂形成了Ⅱ型异质结复合材料,复合材料的形成拓宽了光谱响应范围,提高了太阳光的利用率,降低了光生载流子的复合率,从而提高了材料的光催化性能。自由基捕获实验证明,超氧离子自由基在在罗丹明B染料降解反应中起到主要作用,而光生空穴起到次要作用。