光催化技术是目前解决能源和环境的一种新兴绿色技术,它的出现受到了研究者的高度关注。TiO₂光催化剂出现最早,又由于其良好性能得到广泛研究。但TiO₂本身的结构决定了它吸收光谱的范围。虽然研究者对TiO₂进行了改性,但仍存在缺陷。因此需要开发新的光催化剂材料。在众多光催化剂中,Bi由于具有孤对电子有很高的立体活性,备受研究者广泛研究。本文将Bi₁₂TiO₂₀作为研究目标,对Bi₁₂TiO₂₀及其掺杂后的Bi₁₂TiO₂₀进行模拟计算以及实验测试。具体的内容如下:（1）Bi₁₂TiO₂₀的研究。利用第一性原理对Bi₁₂TiO₂₀晶胞进行理论模拟,计算光学性质。理论结果显示Bi₁₂TiO₂₀具有适宜的禁带宽度,能吸收可见光。通过共相沉淀法制备出了Bi₁₂TiO₂₀样品。利用X射线衍射仪（XRD）、表面光电压谱仪（SPS）、紫外-可见漫反射光谱仪（UV-vis DRS）、比表面分析测试仪（BET）等仪器对样品进行测试,最后测定不同制备条件下样品的光催化性能。结果表明Bi₁₂TiO₂₀样品在可见光区域内出现了吸收,在可见光下具有电子与空穴的分离能力,与所模拟得到的结论一致。最后通过光催化性能的测定发现Bi₁₂TiO₂₀在可见光下具有降解甲基橙的能力。（2）La掺杂Bi₁₂TiO₂₀的研究。利用MS软件的CASTEP版块模拟La取代Bi和进入Bi₁₂TiO₂₀晶胞两种情况,对其禁带宽度、态密度以及光学性质进行了理论计算。结果显示La的取代并未影响Bi₁₂TiO₂₀的带隙和态密度,La的进入使得Bi₁₂TiO₂₀的禁带宽度中出现了杂质能级,从而使禁带宽度减小。通过超声辅助的方法制备La掺杂的Bi₁₂TiO₂₀光催化剂。本文考查了La掺杂量、煅烧温度、超声功率、超声时间对La掺杂Bi₁₂TiO₂₀样品的光催化性能影响。结果表明La掺杂之后拓宽了样品可见吸收范围,电子与空穴的分离能力也提高了。通过光催化性能的测试,La掺杂后的样品降解甲基橙的能力提高了。（3）N掺杂Bi₁₂TiO₂₀的研究。通过软件模拟N取代Bi₁₂TiO₂₀晶胞中的O,对其禁带宽度、态密度以及光学性质进行了理论计算。结果显示N的取代使Bi₁₂TiO₂₀的价带顶部附近出现了杂质能级,禁带宽度减小,拓宽了可见吸收范围且强度增强了。利用超声辅助的方法制备N掺杂的Bi₁₂TiO₂₀光催化剂。结果表明N的掺杂提高了吸附能力,拓宽了可见光的吸收范围,光催化效率也得到了提高。