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随着光催化技术的发展,开发高活性的可见光光催化剂是当前乃至未来催化剂研究的核心问题。由于铋系光催化剂中Bi3+离子具有6S2孤对电子,使得该类材料具有高的电荷流动性。另外,铋系化合物大都具有独特的层状结构。在调研国内外研究现状的基础上,本论文以具有代表性的窄禁带半导体Bi2O3与宽禁带半导体BiOCl为研究对象,研究表面助催化剂与主体半导体材料的匹配关系,界面电荷迁移特性以及探索它们在其他领域的应用。主要结果如下:(1)表面接枝Cu(Ⅱ)簇对Bi2O3可见光光催化性能的提高。采用水热法合成Bi2O3棒状结构,并通过浸渍法在其表面接枝Cu(Ⅱ)簇。以可见光催化降解气相异丙醇来考察表面接枝对Bi2O3光催化性能的影响。研究发现,在Bi2O3表面接枝Cu(Ⅱ)簇提高了其可见光催化活性。(2)多孔纳米球状Bi2O3在催化还原对硝基苯酚中的应用。采用溶剂热法合成多孔纳米球状Bi2O3。在性能测试中,首次将Bi2O3应用在对硝基苯酚转化为对氨基苯酚这一反应中。并且发现,在硼氢化钠的作用下,Bi2O3转化为铋金属单质且其形貌保持不变。值得注意的是,反应过程中原位生成的多孔纳米球状铋金属单质对催化对硝基苯酚为对氨基苯酚也有很好的效果。(3)宽禁带纳米片状BiOCl的可见光光敏化效应。采用水热法合成形貌均一的纳米片状BiOCl。以罗丹明B染料为敏化剂,探究BiOCl在可见光下的敏化性能。研究结果发现,相比于宽禁带TiO2半导体,同属于宽禁带BiOCl半导体具有更优越的可见光光敏化性能。对其机理研究发现,主要原因是BiOCl不仅具有合适的带边位置,同时对染料具有强化学吸附性,这有利于反应中电子的传输,以及产生了具有强氧化能力的超氧自由基活性物种,最终使罗丹明B分子分解。(4)表面接枝Fe(Ⅲ)簇实现BiOCl在可见光条件下具有光催化活性。采用溶剂热法合成三维多级结构BiOCl,应用浸渍法在其表面接枝Fe(Ⅲ)簇。利用乙醛降解反应考察表面接枝Fe(Ⅲ)簇对BiOCl可见光光催化性能的影响。结果发现,Fe(Ⅲ)簇可以实现BiOCl对可见光的吸收,提高其可见光光催化活性。