随着经济及科学技术的迅速发展,环境污染和能源危机严重地影响着人们的日常生活,因此,有效地利用太阳能净化环境,开发新能源已成为纳米功能材料、环境科学等领域的研究热点。光催化技术为解决环境污染和能源危机提供了一个绿色节能的方法,其关键是光催化材料。光催化材料的能带结构是由充满电子的价带和空的导带构成,当其受到能量大于其带隙能的光照射时,电子从价带跃迁至导带,形成光生电子(e-)-空穴(h+)对,e-和h+与催化剂表面吸附的H2O、H+和O2反应生成活性氧粒子(·O2-、H2O、H2O2,·OH、·O2-、H2O·和H2O2),活性氧粒子具有具有较强的氧化性,可以降解有机污染物,净化环境。铋与其它元素形成的化合物除了具有多种电子结构及晶体结构外,还表现出较强的光催化特性,其中部分化合物在可见光的照射下显示出较好的光催活性。但是,此类光催化剂仍然存在一些缺点,比如光生电子(e-)-空穴(h+)易复合,比表面积较小等,这在很大程度上限制了该类光催化剂的使用范围。通过金属离子的掺杂,可以在半导体中产生晶格缺陷或能级缺陷,导致改变半导体激发光波长,增加载流子的扩散长度,从而减少光生电子和空穴的复合,提高半导体光催化剂的光催化性能。本论文的研究内容如下:(1)用化学共沉淀法制备了镧、锌掺杂的铌酸铋。用现代测试技术表征样品的结构和形貌,证明了镧和锌元素已成功地掺入到铌酸铋中。以RhB为模拟污染物,研究了样品的投料量、掺杂剂的含量、RhB溶液的浓度及pH值和光源对RhB的降解率的影响。结果表明,镧、锌掺杂铌酸铋样品对RhB的光催化降解效果均优于母体。其中,RhB溶液浓度为5mg.L-1、pH = 4、催化剂用量为0.15g、光源为太阳光时,与同系列样品相比,Bi0.96La0.04NbO4对RhB的光催化降解效果最佳,且重复使用性能较好。(2)用水热法制备了镧、锌掺杂的钒酸铋。用现代测试技术表征样品的结构和形貌,证明了镧和锌元素已成功地掺入到了钒酸铋中。以RhB为模拟污染物,研究了样品的投料量、掺杂剂的含量、RhB溶液浓度及pH值和光源对RhB的光催化降解性能。结果表明,镧、锌掺杂钒酸铋样品对RhB的光催化降解效果均优于母体。其中,RhB溶液的浓度为5mg.L-1、pH = 4、催化剂用量为0.1 g、光源为可见光时,Bi0.92Zn0.08VO4(EDTA)对RhB也同样具有最好的光催化降解效果和重复使用性能。(3)以上述镧、锌掺杂的铌酸铋和钒酸铋为抗菌剂,研究样品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌性能。抗菌实验结果表明,镧、锌掺杂的铌酸铋和钒酸铋的抗菌性能均优于母体。其中,Bi0.96La0.04NbO4和Bi0.92Zn0.08VO4(EDTA)对三种菌株的抗菌效果最好,此外,不同抗菌剂对C.albicans均有最好的抗菌效果。(4)研究了 Bi0.96La0.04NbO4 和 Bi0.92Zn0.08VO4(EDTA)光催化降解 RhB 的机理,实验结果表明.OH是光催化降解RhB的主要活性物质,亦即催化剂在光照射下产生的光生电子空穴起主要作用。同样地,光生电子空穴也在光催化抗菌过程中扮演最主要的角色。