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可见光光催化技术因具有反应条件温和、能耗低、操作简便以及可利用太阳光作为反应光源等特点,在环境污染治理和能源开发方面发挥着越来越重要的作用。可见光催化技术的关键在于新型可见光催化剂的制备及其改性,传统的可见光催化剂存在效率低且回收利用相对较难等缺点,如何提高可见光催化剂的效率,实现其可持续循环利用成为国内外光催化领域的研究热点。本论文采用石墨烯(graphene)、类石墨相氮化碳(graphite-like carbon nitride,等二维碳材料对铁酸铋和硫化镉进行修饰,制备了铁酸铋-石墨烯(Bi25Fe04o-graphene)、铁酸铋-类石墨相氮化碳(Bi25FeO40-g-C3N4)、类石墨相氮化碳-硫化镉(g-C3N4-CdS)三种新型复合光催化剂,通过不同分析手段对这些光催化剂的物理化学特性进行表征,并系统地研究了这三种催化剂的可见光催化性能。利用一步水热法制备了磁性铁酸铋-石墨烯(Bi25FeO40-graphene)可见光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积分析、X射线光电子能谱(XPS)和磁滞回线测量等手段进行表征。在相同的水热条件下,加入氧化石墨制备得到的复合材料中的铁酸铋为软铋矿相的Bi25Fe040,同时,氧化石墨在水热过程中被还原为石墨烯,而不加氧化石墨得到的铁酸铋为钙钛矿相的BiFeO3。铁酸铋的晶型变化与碱浓度有一定的关系,当碱浓度降低时,得到的铁酸铋为Bi25FeO40。此外,Bi25FeO40-graphene复合材料的磁性明显优于BiFeO3,可通过外加磁场进行固液分离。氧化石墨的加入不仅影响了铁酸铋材料的晶型结构,还影响其颗粒大小。Bi25FeO4o-graphene复合光催化剂对亚甲基蓝(Methylene Blue, MB)的可见光催化降解效率优于Bi25FeO40和Bi25FeO40-graphene复合光催化剂中的o与石墨烯发挥了较好的协同效应,石墨烯可以有效地转移电子,抑制Bi25FeO4o中光生电子和空穴的复合,利于光催化活性的提高。Bi25FeO40-graphene可见光催化降解MB的过程符合Langmuir-Hinshewood模型,表明光催化反应速率与吸附在催化剂表面的MB浓度成正比。利用类石墨相氮化碳和铁酸铋复合制备得到磁性Bi25FeO40-g-C3N4复合光催化剂,采用XRD、SEM、BET比表面积分析、紫外漫反射和磁滞回线测量等进行表征。在Bi25Fe04o-g-C3N4复合光催化剂中,g-C3N4的加入使得Bi25FeO40-g-C3N4复合材料的带隙能减小。Bi25FeO40-g-C3N4复合光催化剂中g-C3Na的含量对其可见光催化降解MB的效率有较大影响,随着g-C3N4含量的增加,光催化降解效率呈现先升后降的趋势。将g-C3N4含量为50%的Bi25FeO40-g-C3N4复合材料用于MB的可见光催化降解,不仅取得了较好的去除效果,而且该催化剂具有良好的磁性特征,可通过外加磁场进行固液分离。利用类石墨相氮化碳和硫化镉复合制备得到g-C3N4-CdS复合光催化剂,采用XRD、透射电子显微镜(TEM)、BET比表面积分析、红外光谱(FT-IR)和紫外漫反射等手段进行表征。将g-C3N4-CdS复合催化剂用于MB的可见光催化降解,其降解效率明显优于g-C3N4和CdS。这主要是由于在复合催化剂中,g-C3N4表面的电子易迁移至CdS表面,有利于电子和空穴的分离；电子在CdS表面的富集使得CdS表面的空穴减少,降低了CdS光腐蚀氧化的机率；g-C3N4-CdS复合催化剂的比表面积和孔容的增大有利于MB在催化剂表面的吸附和光催化反应活性中心的增加,进而促进光催化反应的进行。对g-C3N4-CdS复合催化剂进行多次回用后发现,该复合光催化剂在回用五次后仍保持较高的催化活性,说明g-C3N4-CdS催化剂具有较高的稳定性。