摘要：世界经济的高速发展带来了全球范围内的污染问题以及能源问题。尽管环境污染的治理耗费大量的时间、精力和金钱,然而效果甚微,因此空气污染和水污染的处理将是21世纪人们面临的重大挑战。半导体光催化降解有机污染物不仅高效而且经济,便于空气有机污染物和水有机污染物的处理。因此,半导体光催化材料已被国内外广泛研究。n型半导体Ti02一直被认为是最有前途的光催化剂,但其约为3.2eV的禁带宽度限制了其在可见光区域的应用；禁带宽度为2.0eV的p型半导体Cu20以及2.4eV的n型半导体单斜白钨矿BiVO4具有较强的可见光吸收是潜在的可见光催化材料,但光生电子-空穴对易于复合导致其光量子效率低。通过将不同半导体进行复合形成异质结以及扩大材料的光响应范围被认为是提高半导体材料光催化性能的重要途径。本文旨在采用简单而有效的方法制备具有优越光催化性能的Cu2O、TiO2和具有异质结构的BiVO4-Cu2O-TiO2复合可见光催化剂,并研究了所制备材料对甲基橙(MO)和罗丹明B(RhB)的光催化降解性能。本论文的研究成果如下：(1)在不添加任何模板剂的条件下,以硝酸铵作为导向剂,葡萄糖作为还原剂,采用简单的溶剂热法制备了直径大约400-1000nm开口空心结构的Cu20微球。考察了所制备的开口空心结构的Cu20对MO和RhB降解的光催化性能。结果表明,经1h黑暗中的吸附和9W节能荧光灯2h的光照,Cu20对MO的脱除率达到了99%,主要以吸附降解为主；经1h黑暗中的吸附和9W节能荧光灯5h的光照,对RhB的脱除率为60%,主要以光催化降解为主。(2)在添加NaF和HCl的条件下,通过溶剂热法成功制备了具有高能(001)和(100)面的锐钛矿型TiO2。产品由50-100nm的TiO2纳米球和0.5-1μm的具有平滑晶面的微晶组成,首次观察到了削角三棱柱形貌的TiO2。经黑暗中1h的吸附和300W Xe灯3h的照射,Ti02对RhB的光催化活性为90.0%,脱除率为92.7%,均远大于NaF和HCl其他添加条件下所制备的Ti02以及商用纳米Ti02颗粒P25的光催化活性和RhB的脱除率。(3)通过简单的湿化学法成功合成了新型的三元BiVO4-Cu2O-TiO2异质结构可见光催化材料,相比于Cu20和Cu2O-TiO2表现出更好的光催化性能。经黑暗中1h的吸附和9W节能荧光灯8h的照射,5%BiVO4-40%Cu2O-TiO2对RhB的脱除率和光降解率分别达到了98.3%和97.8%。通过紫外可见漫反射光谱表征、荧光光谱表征、捕获实验、交流阻抗测试以及能带结构的理论分析探讨了BiVO4-Cu2O-TiO2三元异质结构复合可见光催化剂性能优异的关键所在,为新型可见光响应的半导体催化剂的设计和制备提供新的思路。