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半导体光催化氧化技术能利用光能完全矿化有机污染物,在水处理领域中具有广泛的应用前景。铋基半导体化合物具有价廉、环保的特点,已经成为新型光催化剂开发领域的研究热点。稀土因其独特的电子结构是一种重要的改性剂。稀土改性铋基光催化剂目前鲜有报道,尤其缺少系统性研究稀土对铋基光催化剂改性。目前也缺少针对光催化降解高浓度污染物的研究。本文以降解高浓度污染物为目标,首先系统研究了掺杂镧系元素对Bi2O3光催化性能的影响。在此基础上,通过稀土离子掺杂与稀土氧化物复合进一步研究稀土对铋基光催化剂结构与性能的影响。主要研究内容如下:1.采用水热-热处理法制备稀土掺杂Bi2O3光催化剂。考察了不同稀土元素及热处理温度对光催化性能的影响。结果表明:掺入稀土有效抑制Bi2O3由β-Bi2O3向α-Bi2O3的相转变,有助于β-Bi2O3相稳定。稀土掺杂使样品不同程度的红移并将光吸收范围拓展到550 nm以上。可见光照射下高浓度酸性橙II的光催化降解实验表明,稀土元素掺杂Bi2O3具有良好的可见光催化性能,其中轻稀土以Nd、Pr及重稀土Gd、Er掺杂的催化剂可见光催化效率较佳。2.采用水热-焙烧法制备Eu3+掺杂Bi2MoO6光催化剂。结果表明,所有样品均为正交晶系的γ-Bi2MoO6,Eu3+掺杂进入Bi2MoO6晶格代替部分Bi3+,Bi2MoO6晶格畸变程度增强,结晶度下降晶粒细化。Eu3+能够调节Bi2MoO6能带结构,降低Bi2MoO6禁带宽度。由于Eu3+和Eu2+之间可以相互转换,提高了光生电子和空穴的分离,光催化活性得到显著提高。3.采用了沉淀法制备BiOCl前驱体,再利用研磨焙烧法合成La2O3复合光催化剂。该系列催化剂均具有较好的结晶性能,具有片状形貌。La可取代BiOCl晶格中部分Bi。讨论了不同复合含量和焙烧温度对合成样品的光催化性能的影响,并且当La的复合量为1 wt%,200℃焙烧3 h,La2O3/BiOCl样品的光催化效率最佳。La2O3/BiOCl在高浓度染料降解中表现出更好的光催化性能,这主要是由于复合La2O3后,La3+提供有利于的氧化-还原势阱成为光生电子缺陷,阻止了电子-空穴对的复合。综合表明,稀土能够调控铋基化合物的晶体结构、光吸收性能并抑制光生电子-空穴对的复合,从而可以大幅度提高铋基化合物降解高浓度有机污染物的光催化性能。