21世纪以来,人类可开发的能源资源严重短缺,而大多环境污染问题都是由于能源的开发造成的,严重影响了人类生活。相对而言,太阳能作为一种储量丰富、清洁安全且廉价易得的能源,是大自然赋予人类的巨大财富。而光催化技术能够直接利用太阳能,并且,近几十年来在降解水中污染物的方面取得了很大的研究进展。而光催化材料作为光催化领域的核心部分,其光利用率和量子效率对光催化效果有着不可忽视的影响,以TiO₂为代表的光催化剂能在紫外光照射下将水中难降解污染物矿化为CO₂和H₂O。然而,由于入射到地面的太阳光中只有不到5%的紫外光,可见光约占50%,通过吸收紫外光来进行光催化降解已无法满足需求,使得研究和开发具有良好活性的可见光催化剂成为了这一领域的难点和热点。科研技术的逐渐完善与成熟,使得许多新型光催化材料逐渐出现,例如钼酸盐光材料和铋基半导体纳米材料等,他们各自具备独有的物化特性,在光催化应用中亦各自存在问题。本论文针对光催化材料在可见光区的响应问题,利用稀土离子中Er³⁺、Yb³⁺等吸收在可见光区,在可见光区有响应的特性,通过Er³⁺/Yb³⁺掺杂的技术手段,制备可利用可见光的PbMoO₄光催化材料和BiOCl光催化材料,研究其在可见光区的光催化活性及应用。围绕通过稀土离子的掺杂以提高光催化材料在可见光区的光催化活性为中心展开催化剂的制备方案设计、光催化材料的制备以及在自然光光照条件下以RhB染料和甲醛为有机污染物,对有机污染物降解净化效果评价等研究工作。论文主要研究内容如下:第一章主要介绍了半导体光催化材料的研究现状以及光催化降解机理,并简单阐述了我们的选题意义以及工作内容。第二章主要采用水热法结合高温固相法制备出了PbMoO4光催化材料与Er³⁺掺杂后PbMoO4光催化材料以及BiOCl光催化材料以及Er³⁺、Yb³⁺掺杂后BiOCl光催化材料,并对所制备的材料进行了表征研究其形貌结构特征。实验结果表明,Er³⁺掺杂前后PbMoO4光催化材料颜色均为白色粉末状颗粒,Er³⁺、Yb³⁺掺杂后BiOCl光催化材料有灰白色颗粒变为淡黄色粉末颗粒状。稀土离子的掺杂使得PbMoO₄光催化材料与BiOCl光催化材料晶体结构参数发生变动,粒径减小。第三章主要针对我们采用水热法结合高温固相法制备出的掺杂前后的光催化材料,在可见光照射150min条件下,以有机染料RhB为反应对象检测了该光催化材料光催化反应活性,实验数据显示,Er³⁺掺杂前后的PbMoO4光催化材料对有机染料RhB都具有较好的光催化活性,Er³⁺掺杂后的材料表现出更有的效果,降解率高达98%,比掺杂前的材料增加了约12%。通过多次实验研究发现Er³⁺掺杂后的PbMoO₄光催化材料具有较好的循环利用性,且多次实验SD值约为0.003。并探索了在可见光照射180min条件下,光催化材料对浓度为2.50mg/L的低浓度有机污染物甲醛废水的光催化降解活性。研究发现掺杂前后光催化材料对甲醛的降解率分别为38.68%、20.31%,掺杂后的PbMoO₄光催化材料降解率增加了约18%,掺杂前后光催化降解实验的半衰期由533.19min缩小为277.26min,且经降解后的水溶液中甲醛的浓度分别为1.99mg/L、1.53mg/L,都达到了《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级排放标准,但掺杂后的材料对可见光表现出更好的利用率。第四章则主要对采用水热法结合高温固相法制备出的Er³⁺、Yb³⁺掺杂前后的BiOCl光催化材料的光催化活性、光催化效果以及光催化机理进行了研究。在可见光光照100min条件下,以有机染料RhB为光催化降解对象,探索了两种材料的光催化活性。研究结果显示,掺杂前后的降解率分别为58.40%与76.27%,且对掺杂后的BiOCl光催化材料进行多次实验,结果表明其具有较好的循环利用特性,多次实验的SD值约为0.01。并考察了在可见光光照180min条件下,BiOCl光催化材料光催化降解浓度为2.50mg/L低浓度甲醛模拟废水的效果,研究发现掺杂前后光催化材料对甲醛的降解率分别为24.09%、15.91%,掺杂前后光催化降解实验的半衰期由533.19min缩小为277.26min,且经降解后的溶液中甲醛的浓度分别为2.10mg/L、1.90mg/L,经Er³⁺、Yb³⁺掺杂后BiOCl光催化材料降解后的溶液中甲醛含量达到了《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级排放标准,掺杂后的材料在可见光区表现出更好的光催化活性。第五章对本论文的工作内容作了分析与总结,并对今后拟开展的工作作出了展望。