半导体光催化技术是指光催化剂在太阳光照射下,被光激发产生电子和空穴并发生一系列氧化还原反应,最终将吸附在光催化剂表面的有机污染物矿化为CO₂和H₂O,从而达到去除目的的一种绿色、理想的环境污染治理技术。在众多铋基光催化剂中,CuBi₂O₄虽因其独特的电子结构、较高的阴极光电压和较窄的禁带宽度（1.5-1.8 eV）而受到广泛关注,但是也存在制备周期长、制备方法复杂、氧化能力弱、光生电子-空穴对易发生复合,以及载流子传输效率低等问题。鉴于此,本文首先研究了水热法合成CuBi₂O₄的影响因素,旨在优化水热法制备CuBi₂O₄的工艺条件,缩短CuBi₂O₄的制备周期;其次,为了抑制光催化过程中CuBi₂O₄内部光生电子-空穴对的复合,提高载流子传输效率,制备了四方相CuBi₂O₄/无定型BiFeO₃复合光催化剂和g-C₃N₄/CuBi₂O₄复合光催化剂,并对光催化剂的结构、形貌、禁带宽度等理化性质进行了分析,以模拟有机污染物的光催化降解效果评价了其光催化活性。本文的主要研究内容和成果概括如下:针对传统水热法制备周期较长的问题,以Bi（NO₃）·5H₂O的乙酸溶液和Cu（NO₃）·3H₂O的乙醇溶液为前驱体,在较为温和的条件下,快速水热合成了CuBi₂O₄,分别利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和紫外-可见分光光度计探究了水热时间、水热温度、NaOH浓度对CuBi₂O₄晶型结构、形貌和禁带宽度的影响,并以亚甲基蓝的去除率为指标评价了CuBi₂O₄的光催化性能。研究结果表明:在NaOH浓度为6.5 M,水热温度为120℃,水热反应时间为30 min时制备的CuBi₂O₄具有四方相晶体结构,其形貌类似于哑铃状的纳米棒自组装阵列,禁带宽度为1.75 eV,吸收阈值为700 nm,具有较宽的可见光吸收范围。在少量H₂O₂存在下（50μL）,以氙灯为灯源（λ?420nm）光照30 min,对亚甲基蓝（50 mL,0.02 mM）的去除率为91%,拥有与传统水热法制备的CuBi₂O₄相媲美的光催化性能。经5次光催化循环实验,其对亚甲基蓝的去除率仅下降了6.6%,且循环前后CuBi₂O₄的结构未发生变化,具有良好的重复使用性能。因此提出的在120℃中等水热温度下,水热反应30 min合成CuBi₂O₄的制备方法,为快速制备其他金属氧化物基光催化剂提供了新的途径。为有效抑制光催化反应中CuBi₂O₄内部光生电子-空穴对的复合,提高光催化活性,通过一步水热法制备了四方相CuBi₂O₄/无定型BiFeO₃复合光催化剂（T-CBO/A-BFO）,分别利用XRD、SEM和紫外-可见分光光度计研究了四方相CuBi₂O₄（T-CBO）和无定型BiFeO₃（A-BFO）不同复合比例对T-CBO/A-BFO结构、形貌和禁带宽度的影响,并以亚甲基蓝和甲基橙的去除率为指标评价了T-CBO/A-BFO的光催化性能。研究结果表明:当T-CBO与A-BFO复合比例为1:1时,所制备的T-CBO/A-BFO的形貌为不规则颗粒状,吸收阈值为670 nm,拓宽了对可见光的利用范围;其在光照30 min内对亚甲基蓝（50 mL,0.02 mM）的去除率由T-CBO和A-BFO的56%和19%提高到97%,分别提高了41%和78%;光照120 min内,对甲基橙（50 mL,10 mg/L）的去除率由T-CBO和A-BFO的28%和63.6%提高到80.4%,分别提高了52.4%和16.8%,光催化活性明显提高;经5次光催化降解甲基橙循环实验,T-CBO/A-BFO对甲基橙的去除率下降了8.4%,但循环实验后XPS图谱中出现Bi₂O_2.75的特征峰,这说明T-CBO/A-BFO的稳定性还有待提高。尽管如此,T-CBO/A-BFO仍然具有制备方法简单,带隙较窄,对可见光有较高的利用率以及较高的光催化活性等优点。为进一步提升光催化反应过程中载流子的传输效率,通过NaBH₄还原法制备了g-C₃N₄/CuBi₂O₄复合光催化剂,分别利用XRD、SEM和紫外-可见分光光度计等手段研究了g-C₃N₄和CuBi₂O₄的不同复合比例以及NaBH₄/Bi（NO₃）₃不同质量比对复合光催化剂结构、形貌和禁带宽度的影响,评价了g-C₃N₄/CuBi₂O₄光催化性能。结果表明:当g-C₃N₄与CuBi₂O₄的质量比为2:1、加入NaBH₄与Bi（NO₃）₃质量比为0.06时,制备的g-C₃N₄/CuBi₂O₄-R_0.06禁带宽度为2.35 eV,吸收阈值为528 nm。所制备的g-C₃N₄/CuBi₂O₄-R_0.06光照30 min内对甲基橙（50 mL,10 mg/L）的去除率由g-C₃N₄、CuBi₂O₄、g-C₃N₄/CuBi₂O₄（2:1）的11%、14%、57%提高到99.3%,分别提高了88.3%、85.3%、42.3%。经5次光催化降解甲基橙循环实验,g-C₃N₄/CuBi₂O₄-R_0.06对甲基橙的去除率下降了12.3%,且结构未发生改变,表明g-C₃N₄/CuBi₂O₄-R_0.06结构稳定,具有一定的可重复利用性。