当前,对光催化技术的研究主要是将该技术用于开发新能源如分解水产生氢气和氧气,治理环境如分解有机物、回收贵金属以及催化、氧化、分解废水和空气中的有机污染物、NOx等有害物质,以达到净化水和空气的目的。另外,光催化剂还能使微生物、细菌等分解成C02和H20等小分子,从而起到灭菌、除臭、防污、自洁的功效,因此被誉为“光洁净革命”或“自洁效果”。自光催化技术被研究以来,成为研究焦点的二氧化钛以无毒、价廉、稳定等特点而被广泛应用。但二氧化钛导带和价带间的能带隙宽、光谱响应范围窄、对可见光的利用率很低,为了最大限度的利用太阳光,研究工作者们开始致力于开发具有可见光响应的光催化剂,并取得了一定的进展,例如利用改性技术来修饰二氧化钛使其能够被可见光激发,且该改性技术已相对成熟。但目前能完全分解水或者较快的分解污染物的光催化剂屈指可数,因而开发具有可见光响应能力的光催化剂具有非常重要的实际意义。本论文以探索具有可见光响应的光催化剂为研究目标,利用固相法合成了碳氮共掺杂的二氧化钛,同时还结合水热法以及固相法制备了基于铋的多种氧化物,并研究它们在可见光下的光催化活性及稳定性,以及它们的结构与光催化活性的关系。具体内容如下：一、以尿素和P25为原料,采用固相法合成碳、氮共掺杂的二氧化钛。实验表明尿素与P25的摩尔比为1：8,煅烧温度为400℃的条件下制备的碳、氮共掺杂的Ti02光催化活性最强,在可见光条件下催化降解靛红的效果最好。二、结合水热法及固相法制备了纯的p-Bi203以及Ti掺杂的p-Bi2O3。实验结果表明,p-Bi203具有优良的可见光催化活性,但其在光催化反应过程中稳定性较差。而Ti掺杂后的p-Bi203具有更强的可见光催化活性,对包括靛红,亚甲基蓝和罗丹明B等多种有机染料都具有良好的催化降解性能,并且在光催化反应过程中的稳定性大大提高。三、利用水热法合成具有三金红石结构的含五价铋的化合物ZnBi2O6及MgBi2O6,重点研究它们在光催化方面的应用及在催化反应过程中的稳定性。发现亚甲基蓝,罗丹明B,甲基橙以及靛红在较短时间内能被这些催化剂降解,且其在光催化反应中具有较强的稳定性。结构分析表明,这两种铋酸盐晶体的能带隙较窄,光响应范围较宽,因而可见光催化活性较强。本论文中制备的新型具有可见光响应的半导体光催化材料,具有较强的光催化活性,稳定性较好,并且可以重复利用,尤其是ZnBi2O6及MgBi2O6,一直作为导电材料被研究,实验表明该类化合物还可应用到光催化方面。