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太阳光是取之不尽,用之不竭的清洁能源,一直以来都是全球最有前景的可再生能源之一。而光催化技术能使太阳光被有效的利用,氯氧化铋因其特殊的层状结构使其在众多光催化剂中脱颖而出,但它也因宽带隙等问题而限制了其更广泛的应用。本课题正是基于氯氧化铋良好的潜在价值,对其展开了改性和优化,如形貌的调节,引入氧缺陷,增大比表面积,形成异质结等。结果表明,有效的改性使氯氧化铋不仅保存了其本身的优点,而且给予了该异质结新的优点,比如扩大光响应范围,增强对光的吸收和促进电子空穴对的有效分离,这使得该材料拥有优异的光催化降解污染物的能力。本文主要研究工作及结果如下:(1)一步水热法合成具有不同形貌的的Bi OCl。通过调节溶剂和氯源来制备具有氧缺陷,比表面积增大,三维层状形貌的Bi OCl微球。接下来,利用甘油的氧化作用将具有表面等离子共振效应的铋单质成功负载在Bi OCl上,从而形成了具有太阳光全波段响应的Bi/Bi OCl异质结,这不仅增加了光生载流子的产生和光的吸收,还拟制了电子空穴对的复合,因此展现了优异的紫外(16 min降解率达到99.4%)、可见(6 min降解率99.9%))和近红外光(120 min降解率90.6%))光催化活性。(2)利用水热法简单合成出了Bi/Bi OClx Br1-x固溶体异质结,通过改变x值来调节Bi/Bi OClx Br1-x的禁带结构,从而改变能隙。研究表明当x为0.8时所制备的Bi/Bi OCl0.8Br0.2固溶体异质结具有最优的光催化性能。在此基础上,进一步将单质银金属负载在该异质结上从而形成三异质结构的Ag/Bi/Bi OCl0.8Br0.2复合材料,通过Ag金属的负载所形成的肖特基势垒对紫外(8 min降解率83.8%)、可见(2 min降解率89.0%)和近红外(120min降解率97.4%)光催化性能的提高具有明显的促进作用。(3)根据能带匹配原理和表面等离子共振机理对Bi OCl微球进行异质结构设计,通过与能增强可见和近红外光吸收的WO3,及具有提高光响应和光生载流子的产生的铋金属结合,形成了具有太阳光全波段响应的WO3/Bi/Bi OCl三异质结。经过8 min的紫外光和3 min是可见光的照射,罗丹明B的降解率达到了100%,经过120 min的近红外光照射,罗丹明B的降解率达到96.4%。