作为一种典型的层状三元氧化物半导体材料,氯氧化铋(BiOCl)因其在污染物控制、水分解制氢、CO2光还原和N2固定等方面的潜在应用价值而受到广泛关注。在BiOCl晶格中,[Bi202]2+层存在于双层的Cl-层之间形成非极性结构而产生内建电场,这有助于光生载流子的分离和转移。然而,单一的BiOCl光催化剂仍存在可见光利用率低、光生电子-空穴对复合率高等缺点。鉴于此,本文采用一步溶剂热合成法进行BiOCl掺杂改性,成功地制备出了镍掺杂BiOCl(记作Ni-BiOCl)和钽掺杂/铋纳米点耦合BiOCl(记作Ta-BiOCl/Bi),实现了 BiOCl的能带结构优化,改善了其可见光催化降解染料性能。(1)本文通过一步溶剂热法设计并构建了 Ni-BiOCl。当Ni2+与Bi3+的摩尔比为1:2、溶剂为丙三醇、反应温度为160℃时,所制备的Ni-BiOCl是由纳米片结构单元组成的分等级纳米花。由于Ni-BiOCl纳米花具有高的比表面积、丰富的活性位点和高的光生载流子寿命,因此它的可见光催化降解罗丹明B性能提升至掺杂前的13.1倍,动力学常数达到1.140min-1。在此基础上,进一步改变金属氯化盐种类,可制备出19种金属离子掺杂BiOCl(记作M-BiOCl)。(2)本文通过一步溶剂热法设计并构建了Ta-BiOCl/Bi。当Ta5+与Bi3+的摩尔比为1:5、溶剂为乙二醇、反应温度为160℃时,所制备的Ta-BiOCl/Bi是由纳米片结构单元组成的分等级纳米花,且Ta纳米点均匀负载于钽掺杂纳米片表面。由于Ta-BiOCl/Bi纳米花具有较大的比表面积、丰富的活性位点、多的电子转移通道和高的光生载流子寿命,因此它对罗丹明B、罗丹明6G、亚甲基蓝、甲基橙、结晶紫和孔雀石绿等均具有较好的吸附和可见光催化降解性能。特别是,在可见光照射下Ta-BiOCl/Bi对罗丹明B的降解动力学常数高达2.196 min-1,是同等制备条件下获得的纯BiOCl的62.7倍。