淡水资源匮乏是困扰人类生存与发展的主要问题之一,而水体污染的加剧使废水处理技术变得尤为重要。传统的废水处理技术存在缺陷,而半导体光催化技术可以有效解决废水处理中存在的问题。钒酸铋（BiVO₄,以下记为BVO）是一种廉价的可见光响应光催化剂,具有能带窄、稳定性好及无毒无害等优点,在光催化废水处理领域有较大潜力。然而BVO本身吸附性较差、光生电子-空穴对迁移路径长,整体光催化性能不理想,限制了它的实际用途。本文主要尝试采用不同方法制备不同形貌的钒酸铋,通过氢化改性和构建异质结等方式提升钒酸铋光催化性能,并初步探究氢化改性的机理及不同形貌样品的光催化反应机理。本文主要研究内容包括:1.均相共沉淀法合成的钒酸铋及其氢化样品的光催化性能研究以Bi（NO₃）₃·5H₂O与NH₄VO₃为原料,尿素为沉淀剂,采用均相共沉淀法制备获得了BVO,并在纯氢气氛下（20 bar,4 h）采用不同温度（150,180,200,220℃）氢化改性获得了H-BiVO₄（以下记为H-BVO）:通过降解亚甲基蓝（MB）表征了不同氢化温度样品的光催化性能,确定了该条件下200℃氢化效果最佳;通过XRD、SEM、TEM等手段表征了BVO与200℃氢化的H-BVO,发现样品为单斜白钨矿晶型的块状颗粒,尺寸在0.2～2μm之间,氢化后样品对可见光吸收提升,表观禁带宽度在氢化后减小,并证明了氢化产生表面氧空位与异价金属离子,使氢化样品表面出现了无序层;通过降解盐酸四环素（TCH）对样品进行光催化性能评估,发现样品氢化后可见光照射30 min的TCH降解率由52%提升至98%,但是H-BVO稳定性较差。通过PL与光电化学测试,明确了氢化诱导产生的表面氧空位等点缺陷提升光催化性能是光生电子-空穴对分离转移效率提升的结果。2.超声辅助法合成的钒酸铋及氢化样品的光催化性能研究以Bi（NO₃）₃·5H₂O与NH₄VO₃为原料,采用超声辅助法制备获得了BVO,同样在200℃、20 bar的纯氢气氛下氢化4 h获得H-BVO:研究表明,样品为单斜白钨矿晶型的不规则形状颗粒,尺寸为100～200 nm,结晶性较差;氢化后样品表面有无序层,对可见光吸收大幅增强,表观禁带宽度减小;通过可见光照射下降解盐酸四环素（TCH）发现,BVO与H-BVO的30 min降解率分别为39%与82%,效果较均相共沉淀法制备的样品差,我们认为是由于结晶性差导致内部缺陷过多与Bi单质析出破坏部分样品导致的;此外,氢化样品的稳定性问题依然存在。采用光电化学测试手段分析发现,氢化前后样品的光电流与载流子浓度均大于均相共沉淀法制备的相应样品,但电荷转移电阻过大使光催化性能变差,证明结晶性差是光催化性能不佳的原因。3.水热法合成的钒酸铋及其复合g-C₃N₄与氢化样品的光催化性能研究以Bi（NO₃）₃·5H₂O与NH₄VO₃为原料,十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,采用水热法制备了BVO,之后通过一步煅烧法制备了BVO/g-C₃N₄的样品,同样在200℃、20 bar的纯氢气氛下氢化4 h获得H-BVO与H-BVO/g-C₃N₄:研究表明,样品为小颗粒状的单斜白钨矿BVO,尺寸在100～500 nm之间,且BVO成功与g-C₃N₄复合,氢化后H-BVO与H-BVO/g-C₃N₄表面出现无序层;可见光下30 min降解亚甲基蓝（MB）,BVO、H-BVO、BVO/g-C₃N₄与H-BVO/g-C₃N₄分别为78%、97%、91%与98%,说明氢化与复合g-C₃N₄形成异质结均能有效地提升BVO光催化性能,但是样品稳定性问题仍然存在;光电化学测试结果说明了氢化改性与g-C₃N₄提升BVO光催化性能的原因,在于抑制光生电子-空穴对复合、促进光生-电子对分离与转移过程。