能源与环境问题日益严重。作为一种绿色环保的手段,半导体光催化因其利用太阳能的特点为解决这两大问题提供了一个可行性办法。BiVO₄具有三种晶型:四方锆石型、四方白钨矿型以及单斜白钨矿型,其中单斜白钨矿晶型BiV04具有较高的可见光催化活性。尽管如此,纯单斜相BiVO₄依然存在光生电子-空穴对的再复合、较弱的表面吸收以及光量子产率较低等问题。本文通过Nd³⁺掺杂对BiVO₄进行催化改性,探究了 Nd³⁺掺杂比例对BiVO₄光催化性能的影响。Nd³⁺掺杂比例的增加稳定了 BiVO₄的四方晶型结构,减缓了BiVO₄四方晶型向单斜晶型转换的过程。在掺杂的过程中Nd³⁺一部分进入晶格中成为了间隙原子,一部分取代了晶格中的Bi³⁺。当Nd³⁺的掺杂比例较低时,样品的形貌是较为规则的棒状结构,分散性好,有利于光催化反应的进行;随着掺杂比例的增加,棒状结构的尺寸变小,并出现了越来越多的不规则微粒和团聚现象,不利于样品的光催化反应。Nd³⁺低浓度的掺杂使BiVO₄的带隙减小,有利于提高BiV4O的可见光吸收性能;随着Nd³⁺掺杂比例的增加,BiVO₄的带隙增大。当Nd³⁺掺杂比例为1 at%时,BiVO₄的光催化性能最好,其光催化性能的提高是因为Nd³⁺掺杂使BiVO₄的带隙降低,Nd³⁺掺杂引起的上转换现象增加了参与光催化反应的光子数。本文通过改变水热时间,成功用水热法制得了具有不同结构、不同光学性能的Nd³⁺掺杂ms/tz-BiVO₄异质结。随着水热时间的增加,四方晶型BiVO₄逐渐转化为单斜晶型,同时形貌从不规则结构逐渐长成了规则的棒状结构。DRS可以证明双晶型结构和Nd³⁺掺杂所引发的上转换现象的存在。样品在掺杂了 Nd³⁺之后,其光催化效果均有明显的提高。具有两种晶型结构的样品光催化活性优于仅含单斜晶型的样品证明了样品形成的双晶型异质结能有效促进光生电子-空穴对的分离,从而提高BiVO₄的光催化效果。本文通过改变前驱体溶液的pH值,实现了无添加剂水热合成具有不同形貌和结构的BiVO₄光催化剂。随着前驱体溶液pH值的增加,样品的四方晶型的比例上升,阻碍了 BiVO₄四方晶型向单斜晶型转换的过程。在同为ms-BVO的样品中,pH=7样品的结晶度最好,（040）晶面的暴露量最多。前驱体溶液的pH值对BiVO₄的形貌影响很大。当前驱体溶液为酸性时,样品的形貌呈不规则的颗粒状,样品的分散性很不好;当前驱体溶液为中性或碱性时,样品的形貌呈棒状。BiVO₄的光催化活性存在形貌效应,分散性好的棒状BiVO₄有更大的表面面积,提供更多的活性吸附点,有利于BiVO₄光催化活性的提高。