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近年来,能源短缺和环境污染问题受到了人们的广泛关注,半导体光催化技术被认为是解决这些问题的期望所在,其关键是高效光催化剂的研制。传统的宽带隙光催化剂如TiO2和ZnO等只能吸收和利用紫外光,而对占太阳光总量40%的可见光没有响应,探索可见光响应的光催化剂是目前的重点研究课题之一。钨酸铋（Bi2WO6）和钼酸铋（Bi2MoO6）是Aurivillius型层状化合物,带隙窄,具可见光响应,是具潜在应用价值的光催化剂。但因其光生电子和空穴（PHE）的复合速率大,致使其光催化效率还达不到实际应用的要求。通过形貌调控、元素掺杂以及异质结构筑等策略,抑制其PHE的复合,增强其光催化效率,是目前研究的热点内容。本文首先研究了 Bi2WO6纳米片厚度与其催化活性的相关性,其后研究了铁掺杂Bi2WO6对其催化性能的影响,最后研究了 Bi2WO6和Bi2MoO6分别与氢氧化铟（In（OH）3）复合构筑异质结对催化性能的影响。以期加深对光催化剂构效关系的认识,探索有效提高光催化性能的途径,为铋系高效光催化剂的研制和应用提供依据。本文主要研究内容和结论如下:一、Bi2WO6纳米片厚度调控及其光催化性能Bi2WO6易形成片状颗粒,其颗粒尺寸（包括厚度和横向尺寸）的减小有利于催化性能的增强,这是共识,但二者间的定量关系还不清楚,值得研究。首先采用水热法,通过调节反应体系的初始pH,制备出系列具不同厚度（H,16-93 nm）和横向尺寸（L,96-417 nm）的Bi2WO6纳米片,并进行了表征。随后,以罗丹明B（RhB）、曙红Y（EY）和亚甲基蓝（MB）为模型有机污染物,测定了其可见光催化降解速率,特别考察了厚度和横向尺寸与光降解速率间的相关性。结果表明,pH值在1-8范围内增大,所合成Bi2WO6纳米片的厚度和横向尺寸均增大,表明通过简单调节体系的初始pH可实现对Bi2WO6纳米片的尺寸调控。随着Bi2W06纳米片的尺寸的减小,其催化活性显著的提高。例如,所合成的最小尺寸（H=16 nm,L=96 nm）的纳米片降解RhB、MB和EY的速率常数分别是最大尺寸（H=93 nm,L=417 nm）纳米片的5倍、99倍和24倍。特别是研究发现,可见光降解速率常数与H2成负线性关系（至少在H小于34 nm范围内成立）,而与L无明确相关性。本结果加深了对半导体片状颗粒厚度与其光催化活性相关性的认识,对高性能二维光催化材料的制备具指导意义。二、Fe掺杂Bi2WO6制备、表征及其可见光催化性能金属掺杂Bi2WO6已有研究报道,但其增强催化活性的机理还不是很清楚。另外,铁掺杂Bi2WO6目前涉及较少。采用温和的溶剂热法合成了系列具不同铁掺杂量的Bi2WO6纳米颗粒,并进行了表征;将RhB和水杨酸（SA）用作模型污染物,测定了其可见光催化速率;采用系列技术探讨了其增强催化活性的机理。结果表明,铁掺杂能够显著提高Bi2WO6的可见光催化性能,随加入铁含量的增大,其光催化活性先增大后减小,在铁的理论含量约为0.10 wt%时活性最高。特别是,其催化活性高于目前文献报道的铁氧化物/钨酸铋异质结。铁掺杂增强Bi2WO6光催化性能的主要机理是,Fe3+与W6+的同晶置换使带隙变窄,并产生氧空位,增强了可见光吸收能力和对污染物的吸附能力,同时因引入空位能级和掺杂能级,提高了 PHE的分离效率。铁掺杂钨酸铋具有良好的稳定性和可重复利用性,是一个具有良好应用前景的可见光催化剂。三、In（OH）3/Bi2WO6复合物的制备、表征及其可见光催化性能构筑异质结是增加钨酸铋光催化性能的常用方法,而氢氧化物/钨酸铋异质结还鲜见报道,本文以In（OH）3为模型氢氧化物,对此进行了研究。通过简单的化学沉淀法使In（OH）3纳米片原位生长在Bi2WO6微球上,构筑成In（OH）3/Bi2WO6异质结,并进行了表征;以RhB和间苯二酚（RE）为模型污染物,测定了其可见光催化速率;采用系列技术探讨了其增强催化活性的机理。结果表明,两相界面因可能形成In-O-Bi/W键而构成异质结;异质结的构筑可显著提高Bi2WO6的可见光催化性能,随In（OH）3负载量的增大,其催化活性先增大后减小,在负载量约为0.50%时活性最高。异质结使光生载流子的分离效率增大,是增强其光催化活性的主要原因。另外,In（OH）3/Bi2WO6异质结具有良好的稳定性和可重复利用性,是一个具有良好应用前景的可见光催化剂。四、In（OH）3/Bi2MoO6复合物的制备、表征及其可见光催化性能在In（OH）3/Bi2WO6异质结研究的基础上,将此策略推广至Bi2MoO6,以考察其普适性。通过简单的化学沉淀法,在室温下将In（OH）3纳米片原位生在Bi2MoO6微球上,并进行了表征;以RhB、SA和RE为模型污染物,测定了其可见光催化降解速率;采用系列技术探讨了其增强催化活性的机理。结果表明,在两相界面上可能形成了 In-O-Bi/Mo键而构成异质结;异质结的构筑可显著提高Bi2MoO6的可见光催化性能,随In（OH）3负载量的增大,其催化活性先增大后降低,在负载量约为0.3 0%时活性最高。荧光光谱、时间分辨荧光光谱及电化学测试结果表明,异质结的形成明显增强了光生载流子的分离效率,增加了活性物种的生成速率,是光催化活性增强的主要原因。另外,In（OH）3/Bi2MoO6异质结具有良好的稳定性和可重复利用性,也是一个具有良好应用前景的可见光催化剂。