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随着人口的增长、工业化与城镇化的加速,人们在生产、生活中对水环境造成了严重的污染。为了缓解水资源的匮乏与水环境的污染,人们开发了多种废水处理技术。光催化技术能够直接利用太阳能来去除水中的有机污染物、有害细菌以及某些重金属离子,所以它在目前被认为是一种非常有潜力的水处理技术。然而,由于TiO2等传统的光催化剂只能在太阳光中的紫外光谱区响应,使得光催化过程中太阳光的利用率较低。此外,目前光催化技术的研究中,人们制备的光催化剂大多数为纳米级的粉体材料,而这些粉体材料应用到水处理中时往往难以从溶液中分离循环利用,容易团聚,这给材料的重复利用带来了很大的难度,并且这些粉体的纳米材料也可能通过排放的水体进入水环境中进而对人体产生潜在的健康风险。针对上述的问题,本文探索了铋系光催化薄膜材料的设计与电化学合成,研究了不同的制备条件对光催化材料性能的影响以及铋系光催化剂在降解有机污染物方面的机理。本文的主要研究内容如下:1.通过简便快速的电化学的方法合成了树枝状的单质Bi膜,之后通过阳极氧化使得在Bi膜的表面原位生成了BiOBr纳米片,最终制得了树枝状的Bi/BiOBr薄膜材料。这种特殊形貌的Bi/BiOBr薄膜材料具有优异的吸附性能并且由于单质Bi的存在使得材料对光的吸收和光生电子与空穴的分离都得到了加强。通过XRD、SEM、DRS、手段对材料进行表征,发现Bi3+的浓度与施加的氧化电量能够明显的影响材料光催化的性能,结果表明在0.04M的Bi3+施加1.8C氧化电量的Bi/BiOBr材料在可见光照射下,90min内RhB的降解效率达到了98.9%,在材料的光催化反应中,空穴和超氧自由基起到了主要作用。2.首次将通过电化学制备的单质Bi薄膜应用于光催化降解无色污染物2,4-DCP,发现单质Bi薄膜本身具有光催化的能力,并且通过表征结果推测了单质Bi的能带结构与光催化的机理。利用XRD、SEM,DRS等表征手段对反应前后的单质Bi薄膜进行了表征。同时,我们发现调控Bi3+的浓度或者加入不同的表面活性剂都能够影响单质Bi的光催化性能,在Bi3+离子浓度为0.03并且加入0.1g PVP所制备的单质Bi的光催化活性最佳,在可见光照射下90min,2,4-DCP的降解率达到了76.5%。3.通过电化学方法制备树枝状的BiOCl后,在以KI为I源用离子交换法制备了树枝状形貌的可见光响应的BiOCl/BiOI复合薄膜材料。利用XRD、SEM,DRS等表征手段对反应前后的薄膜进行了表征。复合材料在可见光照射下,90min对RhB的光催化降解率为96.2%,明显高于单体的BiOCl或BiOI的光催化效果。复合材料光催化降解RhB的过程中,空穴、超氧自由基与羟基自由基都参与了反应并且空穴在光催化过程中起到了主要作用。