光催化氧化技术在处理难降解有机废水领域以高效低耗、无二次污染等优点受到广泛关注,而该技术对有机污染物去除率很大程度上取决于光催化材料的结构、物化特性,因此选择合适的光催化材料极其重要。磷酸铋因其本身具有的特殊结构和半导体特性而具有非常优异的紫外光光催化活性,光催化活性约为传统紫外光催化剂二氧化钛粉末催化剂的3.2倍。本文以静电纺丝技术为制备方法,结合溶胶凝胶法制备了磷酸铋纳米纤维催化剂,以这两种催化剂为基础,以亚甲基蓝为降解底物,考察了在紫外光下对亚甲基蓝的降解率和矿化率。相对于水热法制备的磷酸铋颗粒拥有很高的对亚甲基蓝溶液的降解效率。静电纺丝制备的磷酸铋纳米纤维,相对于水热法制备的磷酸铋颗粒,光电化学性质有着明显的差异,在光照或者暗态条件下,磷酸铋纳米纤维的交流阻抗半径明显的比纳米颗粒的阻抗半径小,磷酸铋纳米纤维会更容易发生光化学反应,从而导致光催化速率的变化,是影响其活性的主要因素。而且无论是磷酸铋颗粒或者是磷酸铋纤维,相对于TiO2都有着很高的活性,这是因为磷酸根的诱导效应有利于电子空穴的分离和传导。这种磷酸根在光催化反应中的优势和对活性的制约因素可能对其它非金属含氧酸盐光催化剂具有一定的普适性。结合第一性原理DFT(Density Functional Theory)计算,磷酸铋的能带结构、态密度和电子云密度进行了计算和分析,磷酸铋的能带主要为O的2p和Bi的6p轨道杂化生成,结合紫外可见吸光度测试,利用经典的Schoonen公式,计算磷酸铋的价带位置约为3.67 V vs.标准氢电极(SHE),这预示着磷酸铋的光生空穴具有很强的氧化性,从而有利于空穴直接氧化有机污染物和羟基自由基的生成,从而有利于光催化反应的进行。在电子云密度计算中可知,磷酸铋结构中磷酸根具有很强的吸电子作用,从而使得电子云密度集中于磷酸根附近,形成了一个内建电场,从而可以吸引大量的光生电子,从而变相的促进了光生电子的分离,这可能是磷酸铋具有较强光催化活性的一个原因。此外,论文对于磷酸铋光催化降解MB的实验进行了变量探究,譬如pH值和染料初始浓度对光催化活性的影响进行了研究和讨论。发现处理时间在100min时,制备的磷酸铋纤维和商业TiO2对亚甲基蓝的降解率分别为87%和63%,反应均为表一级反应动力学,动力学常数分别为0.0206和0.0073min-1。此外,还对纳米磷酸铋纤维降解亚甲基蓝的实验进行了过程优化,最优参数确定为pH值为3和亚甲基蓝初始浓度为50mg/L。最后本实验对纳米磷酸铋纤维对亚甲基蓝的降解机理进行了浅析,并在空穴捕获剂和自由基捕获剂的投加实验中确认反应以自由基降解过程为主。