如今人类社会正面临着环境污染和能源短缺的两大问题,如何开发利用高效环保的太阳能已成为人们关注的重点。半导体光催化是有效利用太阳能的一种重要技术,其主要被应用于环境污染物的治理、化学能源的生产等方面。但是,目前的半导体催化剂存在两个关键性问题制约着其催化活性:1.可见光利用率低;2.光生电子-空穴快速复合。针对以上两个问题,主要做了以下两个方面的研究:1.光生电子与空穴的分离与光催化效率密切相关,构建异质结可以有效地促进光生电子与空穴的分离。通过简便的水浴加热方法制备了Bi₂WO₆/PDI异质结光催化剂,有效地提高了光催化剂的可见光催化降解有机物的性能及产氧效率。我们解释了其光催化性能的提高主要是由于自组装PDI和Bi₂WO₆接触界面形成n-n型异质结结构,自组装PDI和Bi₂WO₆表面杂化促进光生载流子的分离,PDI LUMO轨道的电子转移到Bi₂WO₆的导带中产生了基于超氧自由基（O₂·^-）的可见光降解活性。该研究通过构建无机/有机n-n同型异质结为光催化性能的提高提供一种思路。2.离子掺杂也是一种提高光催化性能的方法,K⁺和Cl^-共掺杂Bi₂WO₆/PDI基催化剂通过一锅热法合成,通过能谱分析和XPS分析证实其中的K⁺和Cl^-掺杂发生在Bi₂WO₆晶体上。Bi₂WO₆与PDI形成异质结结构和K⁺、Cl^-共掺杂的协同作用使其达到高效的可见光催化速率。紫外-可见漫反射光谱表明K⁺、Cl^-共掺杂的Bi₂WO₆/PDI基催化剂比Bi₂WO₆/PDI催化剂有更宽的可见光吸收;光电流及交流阻抗谱图反应了K⁺、Cl^-共掺杂的Bi₂WO₆/PDI具有比Bi₂WO₆/PDI更高效的光生电子与空穴的分离效率。两者共同促进了离子掺杂后催化剂性能的提高。DFT计算表明K改变了O-Bi的配位有利于载流子分离,Cl插入Bi-O-Bi夹层中减小材料带隙扩展了可见光吸收。该研究为制备高效的光催化剂提供新的策略,以满足环境有机物污染物治理的需求。