光催化技术由于它具备对环境友好,高效率,能耗低等特点使其在环境治理上得到广泛关注。影响光催化剂催化效果的主要因素有以下几点:能带结构、形貌、接触界面等。在过去的报道中,研究者们往往只关注其中某一种因素,忽略其它因素的影响。我们首先采取金属钒离子掺杂对Bi₂₅FeO₄₀的能带结构和形貌进行同时调控,揭示二者相互作用对光催化性能的影响规律;其次针对现有异质结的接触界面模型稀少,对光催化效率的影响规律不清楚,我们拟通过不同形貌的α-Fe₂O₃与Bi₂O₃的复合,构建了不同的异质结的接触界面模型,揭示接触界面对光催化性能的调控规律。首先我们选取晶胞占空比较大、易于离子掺杂的Bi₂₅FeO₄₀为研究对象,通过向Bi₂₅FeO₄₀掺入不同浓度的V离子,研究掺杂化合物的形貌和能带结构对光催化性能的调控规律。随着V离子掺杂浓度的逐渐增大,我们实现了Bi₂₅Fe_1-xV_xO₄₀在每个掺杂阶段拥有不同的花状形态的可控。随着掺杂浓度的增加,V离子从正五价(V⁵⁺)转变为正四价(V⁴⁺),导致了Bi₂₅Fe_1-xV_xO₄₀的光学带隙先减小后增大,诱导Bi₂₅FeO₄₀能带结构发生迁移。我们实现了V离子价态可同时调控Bi₂₅FeO₄₀的形貌和能带结构,进一步揭示了形貌和能带结构相互作用对光催化性能的影响规律。其次我们选取具有良好催化活性、形貌易调控的α-Fe₂O₃作为组装异质结的主要铁基材料。通过调控α-Fe₂O₃的不同形貌,我们获得了在相同异质结材料α-Fe₂O₃/Bi₂O₃中不同的接触界面,分别为“环对面”,“面对面”和“棒对面”。结合光谱与能谱分析分别描绘了这三种接触界面模型的能带结构,发现了α-Fe₂O₃/Bi₂O₃异质结为包裹型能带结构。与优异的交错型能带结构相比,包裹型不利于电子-空穴对的分离,催化效率不高。基于此,我们进一步对比了α-Fe₂O₃/Bi₂O₃的三种接触界面模型的光催化性能,“面对面”模型的光催化效果最好。光电流和阻抗谱结果也证实在这三种模型中了“面对面”模型的接触电阻更小以及的光响应更强。因此,我们证实了在较差的能带匹配的异质结中,不同的接触界面模型对光催化性能的调控规律,提出了“面对面”的优秀异质结接触界面接触模型,为异质结接触界面在光催化应用方面的设计提供了新的思路。