随着工业化的快速发展和人口的增长,水体中重金属、有机染料及抗生素污染不仅严重影响了生态系统,而且对水生生物和人类造成潜在危害。吸附法是一种简单有效的重金属处理方法,光催化降解有机染料具有成本低和环境友好的特点,而光电催化氧化代表一种高效降解抗生素的新型技术。然而,如何发展高效的吸附剂、光催化剂和光电催化剂仍然是一个挑战性的课题。铋基材料化学性质稳定,绿色无毒,能有效吸收利用太阳光,是一种潜在的环境净化材料。本论文通过引入氧空位（OV）来增强Bi₂O₂CO₃的吸附性能和光催化性能,利用Mo、Gd共掺杂BiVO₄来提高光电产生H₂O₂与氧化盐酸四环素的能力。围绕铋基材料对水体中Cd²⁺离子的吸附,罗丹明B（Rh B）的光催化降解以及盐酸四环素的光电降解展开研究,主要工作如下:（1）通过简便的水热法和H₂O₂在室温下的氧化反应合成了富氧空位（Bi₂O₂CO₃-ROV）和乏氧空位（Bi₂O₂CO₃ POV）的玫瑰状Bi₂O₂CO₃分级微球。利用FE-SEM、TEM、XRD、XPS、ESR等表征手段对产物进行详细的表征。研究了Bi₂O₂CO₃ ROV和Bi₂O₂CO₃ POV分级微球对Cd²⁺离子的吸附能力。结果表明,Bi₂O₂CO₃ ROV分级微球对Cd²⁺离子的吸附能力是Bi₂O₂CO₃ POV分级微球吸附能力的2.4倍。以Rh B为染料降解模型,在Air、N₂和Ar气氛下进行Rh B的光催化降解研究。结果显示,在任何气氛下Bi₂O₂CO₃ ROV均比Bi₂O₂CO₃ POV有更高的光催化降解活性,特别是厌氧条件下。OV工程为提高材料的吸附能力与在有氧和厌氧条件下的光催化活性提供了新的策略。（2）通过电沉积和化学转化法制备了Mo⁶⁺、Gd³⁺离子共掺杂BiVO₄（Mo-Gd-BiVO₄）光阳极。利用超声法制备了Fe负载的碳布（Fe/C）阴极。将Mo、Gd共掺杂BiVO₄与Fe负载的碳布阴极构筑成光电反应体系。以盐酸四环素为降解模型,系统研究了不同电解液,不同电极和不同电位等因素对光电催化降解盐酸四环素的影响。研究表明,当外加偏压为1.8 V vs.RHE时,盐酸四环素在2 h内的降解率达到78%。其次,Fe/C阴极在光电催化体系中不仅增强了光电极的稳定性,而且提高了盐酸四环素的降解率。此外,通过外加捕获剂探明了该光电反应体系中的主要活性物质是空穴和H₂O₂。本研究发展了高效稳定的光电催化反应系统,避免了外加O₂和H₂O₂的繁琐过程,为光电降解有机物废水提供了新的发展思路。