为了确保社会的可持续发展,亟需开发环境友好和可再生技术。太阳能被认为是一种高度清洁和可持续的能源,因此直接利用太阳光是解决环境和能源问题的有效途径之一。光催化作为一种可以直接利用太阳光的技术最近引起人们的关注。光催化可以用于许多环境处理与能源再生过程,其中光催化降解技术由于其无污染、能耗低等特性备受科研工作者的关注。近年来,铋系光催化剂被广泛用于环境光催化领域,其中碳酸氧铋由于具有层状结构、稳定性好和无毒等特点被用于一氧化氮和有机污染物去除。与很多光催化剂类似,碳酸氧铋自身的光吸收范围比较窄并且载流子分离效率比较低,所以寻找合适的方法来提高碳酸氧铋的光催化活性有着基础研究和实际应用的双重必要性。本文主要通过硫、氮共掺杂石墨烯量子点（S,N:GQDs）修饰以及后处理碳酸氧铋（（BiO）₂CO₃）来提高其光催化性能。本论文的主要研究内容为:1.通过改变引入S,N:GQDs的含量来调控复合光催化剂（S,N:GQDs/（BiO）₂CO₃）的性能。通过一系列的表征手段确定了复合材料的结构、光学和电学性质等。通过光电化学测试证明S,N:GQDs的复合有利于提升载流子的分离效率,同时由于S,N:GQDs是一种典型的类过氧化物酶,所以在光催化过程中产生的过氧化氢可以转化为羟基自由基。由于具有这些优异特点,S,N:GQDs/（BiO）₂CO₃材料可以产生更多的活性氧物种用于降解罗丹明B（RhB）、四环素（TC）和双酚A（BPA）污染物。光催化实验表明最优的S,N:GQDs/（BiO）₂CO₃催化剂可以在2 h内能降解81.7%的RhB和85.2%的TC,同时能在6 h内降解86.8%的BPA。2.通过金属氯化物（如SnCl₂）部分刻蚀（BiO）₂CO₃可以同时导致异质结的形成和金属离子的掺杂。与直接用盐酸刻蚀的样品相比,该方法可以实现催化剂吸光能力改善的同时,并提升电子-空穴对的分离效率,从而有利于活化分子氧,最终促进活性氧物种的生成。利用过氧化氢、超氧自由基测定实验以及旋转圆盘电极电化学测试,可以证明该特殊的刻蚀方法有利于光催化过程中的一电子和两电子反应。由于异质结构的形成,电子可以有效地与空穴分离,从而参与一电子反应生成超氧自由基;掺杂会导致Sn²⁺/Sn⁴⁺氧化还原电子对的产生,促进两电子反应生成过氧化氢。因为活性氧物种的增加,部分刻蚀的（BiO）₂CO₃（Sn:BiOCl/（BiO）₂CO₃）表现出较好的可见和紫外光降解RhB、TC和BPA的活性。光催化实验表明Sn:BiOCl/（BiO）₂CO₃材料在可见光下2 h内能降解98.2%的RhB和81.8%的TC,在5 h内降解81.6%的BPA,同时在紫外光下能降解大于90%的RhB、TC和BPA。3.利用（BiO）₂CO₃对高温敏感的特性,通过高温煅烧（BiO）₂CO₃,在其表面形成窄禁带的半导体Bi₂O₃,形成异质结构,拓宽其光吸收范围、提高电子-空穴分离率。实验结果说明,当催化剂的煅烧温度为350°C时,可得到Bi₂O₃/（BiO）₂CO₃材料,其降解RhB效果最佳,在可见光下2 h内能降解53.4%的RhB。而当温度上升到400°C时,通过XRD分析可知此时的煅烧产物则完全转化为Bi₂O₃。通过超氧自由基测定实验也发现Bi₂O₃/（BiO）₂CO₃能产生最多的超氧自由基,说明异质结构的形成有利于活性氧物种的生成。