在全球环境污染和能源危机日趋严重的今天,环境保护和可持续性发展成为人类必须考虑的重要问题。光催化技术是一种新型有效的环境污染控制技术,具有环境友好,污染物分解彻底等优点。然而,以TiO₂为代表的传统光催化材料的两个固有缺陷限制了其实际应用:（1）带隙较宽（3.2 e V）,只能被波长小于386.5 nm的紫外光激发,而占到达地面太阳光总能量95%的可见光不能被利用;（2）光激发产生的电子与空穴非常容易复合,导致其量子产率较低,极大地影响了其光催化活性。近年来的研究发现,铋系氧化物半导体材料,如Bi₂O₃、Bi₂O₂CO₃、BiPO₄、BiOX（X=Br,I）等具有灵敏响应可见光,量子产率高等优点,在光催化领域受到广泛关注并且有着广阔的应用前景。单一组分半导体光催化剂通常存在着光生电子-空穴对易发生复合的问题,限制其光催化效率的提高。为了满足实际应用的需求,构建具备高光催化活性和良好稳定性的含铋复合光催化材料非常有科学意义。本论文以含铋氧化物半导体材料为研究基础,从材料的合成方法入手,采用不同的技术手段,制备了Ag₂O/Bi₂O₃、Ag₂CO₃/Bi₂O₂CO₃、Ag/Ag₃PO₄/BiPO₄和Ag/AgX/BiOX（X=Br,I）这一系列含铋氧化物复合光催化材料。通过各种表征手段探究其结构、组成、形貌、光学吸收等物理化学性质,以在可见光下降解不同有机污染物作为模型反应考察所制备催化剂的光催化活性,并揭示了复合材料的微观结构与光催化活性之间的构效关系。本论文的研究工作包括以下五个部分:（1）采用一步水热法,通过改变原料中AgNO₃的摩尔含量,合成了不同Ag₂O摩尔含量的Ag₂O/Bi₂O₃复合微球（x=0,0.1,0.2,0.3,0.5）。在可见光（λ≥420 nm）照射下,利用罗丹明B的降解来评价Ag₂O/Bi₂O₃复合微球的光催化活性,并研究了Ag₂O摩尔含量对复合材料光催化性能的影响。研究结果表明,Ag₂O摩尔含量为0.3的Ag₂O/Bi₂O₃（x=0.3）在60 min内对罗丹明B的降解率高达97%,分别是N-TiO₂和纯Bi₂O₃的6倍和4倍。这主要是因为Ag₂O和Bi₂O₃的能带交错匹配,有利于提高催化剂对可见光的吸收能力,同时降低了光生电子和空穴的复合几率,从而提高了Ag₂O/Bi₂O₃复合微球的可见光催化活性（第2章）。（2）通过低温湿化学方法首次在室温下以水作溶剂合成了分等级结构的Ag₂CO₃/Bi₂O₂CO₃微米花。系统研究了样品的结构、组成、形貌和光吸收性质,还通过观察反应过程的中间产物,并结合材料的晶体结构,提出了Ag₂CO₃/Bi₂O₂CO₃微米花的生长机理。在可见光（λ≥420 nm）照射下,以光催化降解多种染料（罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝）以及它们的混合染料为模型反应,考察了Ag₂CO₃/Bi₂O₂CO₃的光催化活性和稳定性。研究结果表明,Ag₂CO₃/Bi₂O₂CO₃复合光催化剂不仅表现出比单独Bi₂O₂CO₃和Ag₂CO₃更高的光催化活性;而且该复合光催化剂能降解多种有机染料并保持良好的稳定性,重复使用6次后,其活性基本不变。该合成方法简单、绿色、快速且具有普适性,有望应用于含铋非金属氧化物光催化剂的制备（第3章）。（3）采用离子共沉淀-水热法制备出新型的三元纳米材料Ag/Ag₃PO₄/BiPO₄。以甲基橙为目标污染物,探讨了不同合成因素（如水热反应的溶剂、温度、时间、Ag/Ag₃PO₄摩尔含量）对Ag/Ag₃PO₄/BiPO₄光催化活性的影响。相对于Ag/Ag₃PO₄和BiPO₄,Ag/Ag₃PO₄/BiPO₄纳米复合材料在可见光照射下对甲基橙和2,4-二氯苯酚的降解表现出显著增强的降解效果。这主要归因于Ag0的表面等离子体共振效应而引发复合催化剂对可见光响应的增强、光生电子-空穴分离效率的提高以及不同粒径的纳米颗粒之间光的散射等因素（第4章）。（4）采用微波辅助溶剂热法和光致还原法制备了三维有序花状Ag/AgX/BiOX（X=Br,I）复合微球。Ag/AgX/BiOX是直径大约为1²μm的花状微球,是由厚度大约50nm的纳米片组装而成的,大量直径约为10²0 nm的Ag/AgX纳米颗粒均匀地镶嵌在纳米片上,为光催化反应提供了活性位点。在可见光照射下降解对硝基苯酚的实验中,Ag/AgX/BiOX均表现出了比Ag/AgX和BiOX更高的光催化活性。这是由于复合光催化剂的多孔结构和粗糙表面有利于催化剂对可见光的吸收,有利于光生电子和空穴的产生。此外,由于Ag/AgX表面等离子体光催化材料与AgX/BiOX异质结复合光催化材料之间的协同效应,实现了可见光吸收增强和光生载流子快速转移,因而Ag/AgX/BiOX具有优异的光催化性能（第5章）。（5）以模拟太阳光为光源,研究了所制备的Ag/AgI/BiOI复合催化剂对亚甲基蓝的吸附和光催化降解性能。系统考察了光催化剂用量、溶液pH值、溶液温度、溶液初始浓度等不同因素对复合催化剂光催化活性的影响。结果表明,Ag/AgI/BiOI复合物光催化降解亚甲基蓝的最佳条件为:室温25℃,催化剂用量为1.0 g/L,溶液初始浓度为C0=10 mg/L,p H值=7.5,光照时间120 min。在此条件下,亚甲基蓝降解率接近100%。根据Langmuir-Hinshelwood方程,发现在低浓度下亚甲基蓝的光催化降解反应符合准一级反应动力学模型。此外,还系统地研究了Ag/AgI/BiOI复合材料在光催化降解亚甲基蓝过程中产生的活性物种——空穴、羟基自由基和超氧自由基。结合金属——半导体的界面效应和半导体光催化材料的特性,发现Ag/AgI/BiOI复合材料的催化机理是一种基于表面等离子体共振效应的光催化降解反应机理。