随着社会的飞速发展,来自制药、印刷、纺织等工业生产的废水中的难处理的有机污染物已对人类的健康造成极大的威胁。光催化作为一种绿色、高效的技术被认为是解决水污染问题的一种有前途的方法。在已经报道的各种催化剂中,Ti O2因其无毒和良好的化学稳定性等优点,已在光催化领域进行了一定的应用。但是,Ti O2的宽禁带宽度使其仅能在占太阳光5%的紫外光下具有活性,大大限制其应用范围。因此,开展具有可见光响应的光催化剂的研究是一种趋势。近年来,铋基半导体因其无污染、低生物毒性以及成本低等优点,在光催化领域得到了发展。在所有铋基化合物中,二元铋氧化物由于其结构简单且易于合成而在实际应用中具有广阔的发展前景。铋离子以三价或五价形式存在于氧化物内,在含Bi3+的氧化物中,O 2p和Bi 6s2的混合价带有助于形成窄带隙并使氧化铋具有可见光响应活性。而Bi5+的6s空轨道可使含Bi5+的氧化铋带隙进一步减小。然而,对于单相光催化剂,窄带隙导致的光生载流子的快速重组大大抑制了它们的光催化活性。在解决该问题的各种方法中,具有异质结的复合材料由于界面电荷转移效应而被广泛用于光催化降解污染物。本文通过水热法在Bi4O7前驱体中引入稳定性较好的δ-Bi2O3制备出δ-Bi2O3/Bi4O7异质结复合材料。利用SEM和TEM观察到棒状Bi4O7在球状δ-Bi2O3上生长形成了特殊形貌,并通过测试证明复合材料的比表面积有所增大。在模拟可见光下,δ-Bi2O3/Bi4O7复合材料对Rh B和苯酚表现出高效的光催化降解活性,其表观速率常数分别为0.07275 min-1和0.01042 min-1,远高于纯相δ-Bi2O3和Bi4O7。通过理论分析和捕获剂实验结果证实光催化系统中的主要活性物种是空穴和超氧自由基。因此,δ-Bi2O3/Bi4O7复合材料光催化活性的增强归因于比表面积增大导致的活性位点增多和界面处形成的异质结增强了光生载流子的迁移和分离效率。进一步地,本文充分利用混合价态铋氧化物Bi3+与Bi5+共存的特性,在体系中引入了具有良好的可见光响应范围和电荷转移特性的Bi2O4来构建复合材料。以Na Bi O3·2H2O和KBi O3作为前驱体,通过一锅水热法成功制备出Bi2O4/Bi4O7复合光催化剂。利用XRD表征了催化剂的物相组成,并通过Rietveld结构精修确定了复合材料中两种物相的占比。在模拟可见光下,Bi2O4/Bi4O7异质结复合材料对Rh B和苯酚降解的表观速率常数分别是纯相Bi4O7的2.91和2.34倍。捕获剂实验结果表明,光催化系统中的主要活性物种是空穴和超氧自由基。因此,复合材料界面处异质结的形成增强了光生载流子的迁移和分离效率,使得光催化系统中活性物种产生数量增多,导致Bi2O4/Bi4O7复合材料的光催化性能得到提升。