半导体光催化技术，是未来解决能源短缺与处理环境问题的重要技术，该技术可以利用取之不尽用之不竭的太阳能，可以转换为不可再生的化石能源，可以降解对环境有害的污染，是最理想的技术之一。光催化技术的发展依附于半导体光催化剂的发展，而目前的光催化剂还不能够满足以上的要求。半导体光催化剂因为可见光吸收范围与效率受到一定限制，不能够高效利用太阳光中的能量。另一方面，催化剂本身还可能存在电子空穴复合的情况，导致载流子产量低，降低了光催化的反应效率，所以距离实际应用与商业发展还有很大的差距。我们需要对当前具有潜力的材料，进行光催化性质的探究，进一步把握光催化的作用机理，并利用机理进行改性研究，以提高半导体光催化剂的效率，实现真正的高效率光催化剂的设计。
　　本文研究了超薄二维Bi12O17Cl2材料的多种改性方法，通过光诱导贵金属原子进行改性，溶剂热还原变价离子进行改性，以及原位自沉积法进行生长复合的方式，分别从引入杂质能级、提高载流子浓度迁移率和利用复合材料电子转移特性三个主要的层面对Bi12O17Cl2材料进行了改性，并得到以下结论：
　　①通过对Bi12O17Cl2材料进行Ag、Pd贵金属原子的光诱导引入，实验结果表明，Ag与Pd原子的改性分别对原Bi12O17Cl2材料进行了能带调控，Ag可以拓宽能带间隙，并引入异质原子能级，而Pd则收缩了能带间隙，未能引入异质原子能级。Ag改性后，其能带结构与异质原子能级相互配合，既能提高可见光吸收效率，也能更有效的进行光催化氧化。Pd的改性由于能带缩小而提高可见光吸收范围，提高了一定的光催化性能。同时，光诱导普遍存在光电流低，载流子浓度与迁移率受限。
　　②通过溶剂热还原变价离子Fe、Cu分别进行了相关研究，变价元素的引入可以显著提高光催化过程的载流子浓度与迁移率。变价原子需要经过反应进行平衡，提高变价原子的稳定性。Fe、Cu异质原子的引入极大的提升载流子的同时，也对能带结构进行了一定的调节，缩小能带间隙提高可见光吸收效率。
　　③通过对原位自沉积法在片层MoS2材料生长Bi12O17Cl2的研究，结果表明，低含量的MoS2的可以有效提高电子传导效率，显著提升载流子浓度与迁移速率，从而提升光催化氧化性能。另一方面，通过对复合量进行控制，可以很好的连续调控复合材料的能带结构。
　　④不管是引入的异质原子，还是利用片层材料的复合，材料的物理化学性能都会依附于相关的活性位点，活性位点具有独特的微观形貌与性能特性。掺杂Ag系列样品显示，单层的AgCl晶格中Ag可以作为活性位点，起到更好的光催化氧化偏向，而原材料的活性位点偏向光催化还原。Fe、Cu变价异质原子作为活性位点，极大的提升了光生载流子浓度，Fe具有光催化氧化的倾向，而Cu显示出弱氧化的倾向。微量片层MoS2起到了特殊的活性位点作用，引导电子传输，并调控了材料的能带结构，最终显示出优秀的光催化氧化性能。