光催化降解作为一种将太阳能转换为化学能来消除水污染的绿色技术手段,具有潜在的应用价值。因此,获得原料简单且性能优良的半导体光催化材料一直是研究者的努力方向,铋系化合物因兼具上述优点而受到广泛关注。大多数铋系化合物的带隙都相对较窄,具有位置较正的价带及不弱的氧化能力。然而,单一铋系化合物的光催化性能仍有待提高,在催化剂间构建异质结以提高材料的催化性能是一种有效的手段。本篇论文选定报道相对较少的碳酸氧铋（Bi₂O₂CO₃）为基础光催化剂,分别与g-C₃N₄和Bi₂WO₆:Yb³⁺、Er³⁺相复合,成功制备了三种更佳性能的碳酸氧铋（Bi₂O₂CO₃）基复合光催化剂。同时,结合近年来光催化的光源拓展到红外光这一情况,文中对稀土离子掺杂的上转换光催化剂进行了研究。综上,具体内容如下:采用超声-溶剂热法制备了Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄复合光催化剂。通过煅烧三聚氰胺得到g-C₃N₄粉末,后用硝酸铋、乙二醇和去离子水合成Bi₂O₂CO₃的前驱体溶液,最后将g-C₃N₄粉末加入到Bi₂O₂CO₃的前驱体溶液中,超声后进行高温高压反应,最终得到Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄复合光催化剂。通过改变g-C₃N₄在Bi₂O₂CO₃前驱体溶液中的掺杂质量百分比,来调控复合光催化剂Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄在可见光下液相降解污染物的最佳比例。利用XRD、FT-IR、PL光谱等多种表征手段来证明Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄复合光催化剂在结构上形成了异质结,比起单一的Bi₂O₂CO₃和单一的g-C₃N₄来说,比表面积更大,光生载流子的复合率也更低。最终以污染物罗丹明B来进行可见光下的液相降解,得出结论:当g-C₃N₄的负载量与碳酸氧铋的量为2:1时,Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄复合光催化剂的光催化活性达到最佳,并在此基础上对该复合催化剂进行了稳定性测试。在合成Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄复合光催化剂的基础上,利用甲醇溶剂热法在Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄复合材料表面附着了Ag粒子。通过SEM-EDS及SEM-Mapping的表征测试,证明了复合材料上确实有Ag粒子的存在。通过PL测试证明了负载Ag粒子的复合材料比不含Ag粒子的样品具有更低的发射峰强度,理论上催化性能更佳。最终以污染物罗丹明B来进行可见光下的液相降解,得出结论:当Ag粒子相对Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄的负载量为3%时,即Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄@Ag-3%复合光催化剂的催化活性最佳,并在此基础上测试了该复合催化剂的稳定性。最后,通过两步溶剂法成功制备了Bi₂O₂CO₃/Bi₂WO₆:Yb³⁺、Er³⁺复合光催化剂。以硝酸铋和钨酸钠为原料,乙二醇为溶剂合成Bi₂WO₆的前驱体溶液,并在其中加入制备好的Yb³⁺-Er³⁺溶液,通过高温高压反应生成Bi₂WO₆:Yb³⁺、Er³⁺;再将Bi₂WO₆:Yb³⁺、Er³⁺粉末加入Bi₂O₂CO₃的前驱体溶液中,再次通过高温高压的溶剂热反应,得到Bi₂O₂CO₃/Bi₂WO₆:Yb³⁺、Er³⁺复合光催化剂。通过改变Bi₂WO₆:Yb³⁺、Er³⁺发光材料在Bi₂O₂CO₃前驱体溶液中的掺杂质量比,来调控复合光催化剂Bi₂O₂CO₃/Bi₂WO₆:Yb³⁺、Er³⁺在可见光下的最佳催化比例。最后,通过降解罗丹明B来证明了Bi₂O₂CO₃/Bi₂WO₆:Yb³⁺、Er³⁺在红外光下同样具有光催化活性。