目前,研究者对有机制药废水如抗生素废水的关注度越来越高,抗生素的滥用已经严重破坏了环境。近年来,光催化氧化技术在抗生素废水处理领域受到了极大的关注。但是光催化氧化技术在处理废水方面仍存在材料制备成本高、对自然光的利用率低、材料重复利用性差等问题。氧化铋(Bi2O3)是一种良好的光催化剂,但是关于氧化铋空心球制备的研究很少,模板法更是没有见诸报道。氧化铋空心球具有独特的空心结构,介孔壳层和大的比表面积,光催化性能比一维和二维材料要提高很多。因此,本课题拟通过模板法和无模板溶剂热法来制备氧化铋空心材料,探究不同方法制备氧化铋基空心光催化材料的构筑机理,然后将其应用于抗生素废水的光催化降解实验中。本课题的主要研究内容和结论如下:(1)先用溶剂热法合成了空心球形貌的氧化铋材料,再利用HCl与制备的β-Bi2O3材料发生原位化学刻蚀反应,成功合成了 β-Bi2O3/BiOCl异质结光催化材料,合成的材料是中空花状的球体。制备材料的晶体结构、元素组成等特性通过XRD和XPS表征,材料的微观形貌通过FESEM和TEM进行分析。所制备光催化材料的光学吸收特性通过UV-vis-DRS表征,从PL表征的结果可以推测出材料内部光生电子和空穴的复合被异质结的结构有效地抑制。(2)制备的异质结光催化材料的可见光催化性能用降解盐酸四环素(TC)的实验进行研究,探究了四环素的初始浓度、材料的投加量以及初始溶液的pH等因素对降解效率的影响。结论如下:光生电子和空穴的复合被异质结的结构有效地抑制;相对于纯的 β-Bi2O3和 BiOCl,β-Bi2O3/BiOCl 的光催化性能有较大提高;其中 β-Bi2O3/BiOCl(BiOCl摩尔含量为85.7%)的光催化降解效果最为优异,180 min内对四环素的降解率达到99.5%,并且重复利用性能较好。(3)用模板法制备生物遗态材料,选用的模板为油菜花粉,制备出的氧化铋基中空微球具有微纳米分级多孔结构。探究了处理花粉的步骤、花粉与铋源的质量比以及煅烧温度对氧化铋基材料成型的影响。用最优的合成条件制备的材料中空直径为10 μm左右,具有170.26 m2/g左右的比表面积,表面富含微孔和中孔。通过在制备过程中添加适量的铈源进行掺杂,Ce的掺杂导致晶格畸变,材料的禁带宽度变小,促使材料的吸收光范围向可见光发生偏移。用XRD,FT-IR,EDS,SEM,XPS和N2-吸附-脱附等手段对材料进行表征。并探究以不同的铈元素掺杂量制备的材料光催化降解能力的不同,制备出最优的多孔氧化铋基生物遗态光催化材料,180 min内对四环素的降解率达到89.7%,并且重复利用性能较好。