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光催化技术作为全球研究的热点在能源开发和环境治理等方面受到越来越多人的高度关注。传统半导体光催化剂如二氧化钛因其可见光的响应差,量子效率的利用率低等缺点,迫使我们开发各种新型的可见光催化剂。BiOX(X=F、Cl、Br、I)作为一种新型的半导体光催化材料,具有独特的层状结构、良好的光学性能和高效的光催化活性,使其具有很大的发展空间。其中BiOBr的带隙宽度最合理,因此它的研究成为光催化领域中一个新的方向。本论文从催化剂光催化机理的角度出发,改良BiOBr使其具有高效的可见光催化活性。首先我们改变BiOBr的元素比,通过低温水热法合成出Bi3O4Br。研究发现Bi3O4Br是一种优秀的可见光光催化剂,它能高效地降解和矿化一种典型的氯代苯酚衍生物五氯酚钠。研究发现可见光下6小时内高浓度五氯酚钠(40mg/L)的矿化率可达100%。密度泛函理论的计算和分析也表明Bi3O4Br催化活性高的原因是它的能带宽度变窄、导带位置变得更负,这有利于光生电子与氧气结合产生超氧负离子。超氧负离子的产生不仅可以抑制光生载流子的复合,同样也有利于五氯苯酚的脱氯。可见光下Bi3O4Br降解五氯酚钠的途径也通过气相色谱-质谱进行了仔细的研究。这项研究对于可见光下催化剂去除氯代苯酚衍生物提供新的方向。为了研究合成过程中pH值对BiOBr活性的影响,我们分别在pH值为1和3时低温水热法合成出两种BiOBr样品。实验证明在可见光照射下它们表现出不同的光催化降解罗丹明B和水杨酸的效果。可见光下pH为1时合成的样品降解水杨酸速率更快,而pH为3时合成的样品能更有效地降解罗丹明B。pH为3时合成的样品在可见光下能产生超氧负离子,这有利于它降解罗丹明B,但它对水杨酸的吸附能力强,致使催化剂的表面羟基与水杨酸之间形成氢键,抑制光生电子空穴对分离效果,从而导致pH为3时合成的样品降解水杨酸能力变弱。这项研究也为选择性的降解有机污染物提供一种新的方法。