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近年来,随着人口的增长和工业的发展,能源危机和环境问题变得日益严重。以半导体为催化剂,可以利用太阳光将有机污染物氧化分解成无机物。因此,光催化技术作为一种解决能源和环境问题的理想绿色技术引起了人们的高度重视。TiO2是目前被研究最广泛的半导体光催化剂,被广泛研究和应用于降解有机污染物、裂解水制氢、空气净化和杀菌等方面。但是TiO2的带隙较宽(3.2eV),仅能吸收利用太阳光中波长小于380nm的紫外光,而太阳光谱中仅含有不到4%的紫外线,这就极大地限制其在环境净化实际中的应用。虽然通过对TiO2的掺杂和改性可使其吸收波段向可见光区移动,但其光催化效率仍不理想。因此,开发高效利用太阳光的可见光响应光催化材料,是当前半导体光催化技术研究的一个重要方向。本文采用水热合成技术制备铋铁系化合物,并对其可见光辐照下的光催化性能进行了研究,其主要内容包括：(1)将水热合成技术与溶胶-凝胶法相结合,首次用于制备BiFeO3粉体,通过调节反应前驱体和矿化剂浓度,可以获得具有不同尺寸和形貌的BiFeO3粉体。使用溶胶作为前驱体时,可以获得微米尺寸的球形和立方块状的BiFeO3粉体；使用凝胶作为前驱体则可以获得亚微米尺寸的BiFeO3颗粒。Ostwald熟化机制主导了晶体生长的整个过程,而OH导致的沿不同方向生长速率上的差异,则是形成立方块状BiFeO3粉体的根本原因。BiFeO3的紫外-可见吸收光谱和样品降解甲基橙溶液的实验结果表明,BiFeO3材料是一种可见光响应的光催化剂。(2)采用静电纺丝技术结合水热法,首次制备出具有核壳结构的一维BiFeO3@C复合材料,通过调节水热合成过程中葡萄糖溶液的浓度,可以实现BiFeO3纤维表面碳层的厚度可控。BiFeO3@C复合材料样品在可见光下对甲基橙的降解效果明显强于BiFeO3纤维样品。BiFeO3@C复合材料样品中的碳,在提高BiFeO3纤维样品吸收光子能力的同时,还可以增强材料对甲基橙分子的吸附能力,并且能够促进光生电子-空穴对的分离,因而极大地提高了材料的光催化活性。BiFeO3@C复合材料不仅具有优异的光催化性能,还可以重复使用而不削弱其光催化活性,并且易于回收,因此该材料作为一种可见光响应的光催化剂,在环境污染治理领域有很大的应用潜力。(3)利用水热合成技术,首次尝试添加无机盐作为辅助矿化剂调节Bi2Fe409晶体的形貌和尺寸。无KN03添加时Bi2Fe409样品由亚微米尺寸的颗粒组成,且具有良好的分散性；添加KN03作为辅助矿化剂时,产物则为微米尺寸的棒状Bi2Fe4O9晶体。TEM测试结果表明,棒状Bi2Fe4O9晶体是沿[001]方向取向生长的。研究表明,棒状Bi2Fe409晶体是通过Ostwald熟化机制实现长大的,N03的“位阻”效应导致了晶体的一维棒状形貌。Bi2Fe4O9晶体的紫外-可见吸收光谱和样品降解甲基橙溶液的实验结果表明,Bi2Fe4O9晶体是一种潜在的可见光响应的光催化材料。(4)采用溶剂热合成技术,首次使用无水乙醇与水的混合溶液作为溶剂制备出纯相Bi2Fe4O9粉体。详细研究了溶剂对产物相结构和形貌的影响,以及棒状和带缺陷的立方块状Bi2Fe4O9晶体的形成过程。通过调节溶剂中无水乙醇与水的比例,可以获得棒状和立方块状的Bi2Fe4O9晶体。研究结果表明,在离子浓度更高的溶剂中易于获得棒状Bi2Fe4O9晶体,同时Bi2Fe4O9晶体的各向异性也是一个重要因素。由于颗粒尺寸较大、比表面积较小和禁带宽度相对较小等原因,棒状Bi2Fe4O9晶体的光催化活性较弱。(5)采用水热合成技术,通过添加LiNO3作为辅助矿化剂制备Bi25FeO40粉体,并详细地研究了合成条件(矿化剂浓度、物质量配比和LiNO3用量)对产物相结构和形貌的影响。实验中Li+的引入不仅有助于软铋矿结构的Bi25FeO40粉体的形成,还可以减小晶体的尺寸。Bi25FeO40粉体的紫外-可见吸收光谱和光催化实验结果表明,Bi25FeO40材料可被用于制备可见光响应的光催化剂。