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太阳能是最好的清洁能源,如何利用太阳能来解决环境污染和能源危机这两大威胁人类生存的问题,越来越受到国内外学者的关注。光催化技术作为一种新兴的环境友好的绿色技术,在近几十年得到了广泛的研究,人们已经在光电转化、光解水制氢、光催化降解污染物、自清洁材料合成、光化学合成等方面开展了大量研究工作。以二氧化钛为代表的传统光催化剂禁带宽度大,光催化活性较低,因此寻找新型的可见光响应的光催化剂对于环境的改善、建立可持续发展的能源体系有着重大的意义。本论文围绕Ag3PO4光催化剂,从催化剂的制备和合成方法上入手,通过改进制备方法和条件,合成了一系列不同结构和形貌的Ag3PO4光催化剂和ZnBiYO4-Ag3PO4复合催化剂。通过各种表征手段探究材料的结构、形貌、光吸收性质及光催化性能,揭示其微观结构和光催化性能之间的关系,提出光催化机理。本论文研究将为光催化剂的合成及其在环境净化领域的应用提供有用的科学参考。本论文的的主要研究内容如下1.研究具有不同光催化活性和不同形貌的Ag3PO4材料的可控合成及其光催化性能。以乙酸(Ace)和聚丙烯酰胺(PAM)作为模板剂,大面积合成了具有不同形貌特征的Ag3PO4晶体。通过改变加入Ace和PAM的量,可对Ag3PO4晶体的大小和形貌进行调节。随着乙酸浓度的不断增加,Ag3PO4样品的光催化活性逐步降低,但其形貌发生较大的变化,颗粒逐渐由球状向规则的带有凹槽的多面体(菱形十二面体和立方体)过渡,且粒径逐渐增大;随着PAM浓度的不断增加,当PAM浓度为5mmol/L时,Ag3PO4样品光催化活性达到最大,随后逐步降低。但其形貌逐渐由球状向多面体形状过渡,且粒径逐渐增大,表面逐渐粗糙。2.采用高温固相烧结法制备了 ZnBiYO4光催化剂,通过XRD、SEM、UV-Vis和XPS等表征手段对样品进行了分析。结果表明ZnBiYO4为四方晶系尖晶石结构a = b = 11.176479 A,c = 10.014323 A,空间群为I41/A,平均粒径大约为2 μm,禁带宽度约为1.68 eV,在可见光区域有较好的光吸收性能。通过与N-TiO2的光催化活性相比,ZnBiYO4具有更优异光催化性能。3.以ZnBiYO4为基体,通过共沉淀的方法制备出具有高活性的ZnBiYO4-Ag3PO4异质光催化剂。样品结晶度良好,禁带宽度为2.17 eV,异质结中絮状的Ag3PO4覆盖在棱角分明的ZnBiYO4表面。通过光催化降解甲基橙(MO)实验,探讨了 pH值和复合比例对降解效果的影响,结果表明:样品在弱酸性(pH = 5～7)条件下,降解效率最高;ZnBiYO4在复合催化剂中质量分数为50%时,即30%ZnBiYO4-Ag3PO4与纯的Ag3PO4光催化效率相当。此外50%ZnBiYO4-Ag3PO4光催化剂的稳定性实验结果表明:50%ZnBiYO4-Ag3PO4的稳定性要比Ag3PO4好很多。最后探讨了 ZnBiYO4-Ag3PO4光催化反应机理,发现超氧负离子和空穴在光催化降解甲基橙的过程中占据主要作用,而羟基自由基起次要作用。