光催化是一种利用半导体把可再生太阳能转化为化学能的技术,是解决当前环境和能源挑战的很有发展前景的研究方法。降解有机染料和光催化水裂解是光催化技术最重要的两个应用,它们对于解决环境污染和H₂的生产研究具有重大意义。钒酸铋作为一种良好的可见光响应催化剂,特别是单斜晶系白钨矿结构的钒酸铋,具有无毒、价廉、带隙窄、化学性质稳定等优点,在光解水产氧、降解污染物、太阳能电池领域得到广泛应用。但钒酸铋在光照后产生的电子-空穴对极易发生复合,这导致BiVO₄电子传输效率较低、载流子迁移率较差。多金属氧酸盐（POMs）是一种良好的电子接受体,可以有效捕获并传输半导体导带上的光生电子,抑制光生电子-空穴对快速复合而提高半导体的光电性能。此外应该注意的是,多酸对半导体晶体生长过程中也会发挥一定作用。在本文中,我们选用不同方法制备BiVO₄及POMs-BiVO₄复合物,并对它们的光电性能进行研究,具体工作如下:1.以Bi（NO₃）₃·5H₂O、NH₄VO₃为原料,水热法合成钒酸铋。通过原位合成引入POMs制备POMs-BiVO₄复合物并用于光降解亚甲基蓝和二氧化氮从而比较复合物与BiVO₄的光催化性能。基础表征表明多酸的引入量不同致使BiVO₄晶相发生不同程度的改变,催化实验对比发现复合物比单纯的四方相钒酸铋性能提高约1.5倍,且催化剂的稳定性更好。采用丝网印刷法制备BiVO₄及POMs-BiVO₄复合膜电极,在模拟太阳光下进行光电测试表征,结果表明POMs的引入可以提高BiVO₄的光催化性能。2.采用MOD法制备了Bi VO₄,BiVO₄-bi-CoPc,PW₁₂-BiVO₄和PW₁₂-BiVO₄-bi-CoPc纳米膜电极,并将复合材料在可见光照射下应用于二氧化氮降解实验。实验结果表明掺杂PW₁₂能明显提升BiVO₄的光催化性能,对NO₂的催化效率约提高3倍,在此基础上引入bi-CoPc可以进一步提高PW₁₂-BiVO₄复合材料的光电性能。此外,单独引入bi-CoPc也能在一定程度上提高BiVO₄的光催化性能。实验结论与相关光电化学测试和荧光测试结论相一致。在复合材料体系中,PW₁₂有效捕获并传导光生电子,而bi-CoPc起到了良好的空穴传输作用。3.利用水热法合成硫化镉,然后采用溶剂热法向BiVO₄中掺杂不同含量CdS制备复合物,并利用浸渍法在复合物的基础上进一步负载多金属氧酸盐形成POMs-BiVO₄-CdS复合材料。以BiVO₄、BiVO₄-CdS和POMs-BiVO₄-CdS复合材料为催化剂在可见光条件下光降解亚甲基蓝,对比测试结果发现CdS的引入可以明显增强BiVO₄的光催化性能,POMs的引入可以进一步提高复合材料性能。采用丝网印刷法制备BiVO₄-CdS和PW₁₂-BiVO₄-CdS复合材料的膜电极,相关光电化学测试表明复合材料的形成有效抑制了BiVO₄光生电子-空穴对的快速复合。