光催化作为一种高级氧化新技术，因其具有反应条件温和、过程清洁等特点，在水处理领域具有广阔的应用前景。在众多的半导体光催化剂中，Bi₂O₃的禁带宽度为2.85eV，在可见光区域有一定的吸收，是一种新型的可见光响应型光催化材料。为进一步拓展Bi₂O₃的可见光响应范围和强度，抑制光生电子和空穴的复合，对其进行掺杂改性是有效的途径。本文在总结Bi₂O₃掺杂改性研究进展的基础上，开展了以下几方面的研究工作。1.采用浸渍法制备了Sn掺杂Bi₂O₃光催化剂，通过X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线荧光光谱（XRF）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、光致发光光谱（PL）等分析测试手段，对样品的晶体结构和光谱特征等进行了表征，并以水溶液中2,4-二氯苯酚的降解为探针反应，考察了样品的可见光催化活性。结果表明：掺杂Sn后，Bi₂O₃的可见光催化活性得到了显著的提高，掺杂量和煅烧温度对可见光催化活性有较大的影响，最佳掺杂量为2%（与Bi的摩尔比），最佳煅烧温度为500℃。以此样品作催化剂，320min对2,4-二氯苯酚的降解率可达80.8%。表征结果证实，掺杂适量的Sn，可有效抑制Bi₂O₃由四方相（β-Bi₂O₃）向单斜相（α-Bi₂O₃）转变，促进了样品中β-Bi₂O₃在室温下稳定存在，并使掺杂后Bi₂O₃的禁带宽度减小，对可见光的吸收范围和强度增大，光生电子和空穴的复合几率减小，从而提高了Bi₂O₃的可见光催化活性。2.采用浸渍法制备了La掺杂Bi₂O₃光催化剂，研究了La掺杂量和煅烧温度对样品可见光催化活性的影响。结果表明：La掺杂量为3%（与Bi的摩尔比），煅烧温度为500℃制得的样品，可见光催化活性最好，320min对2,4-二氯苯酚的降解率可达84.6%。表征结果表明，掺入的La取代了Bi₂O₃晶格中部分Bi，形成了Bi–O–La键，并生成了镧铋复合氧化物（La0.176Bi0.824O1.5）。掺杂适量的La，可有效抑制Bi₂O₃由四方相（β-Bi₂O₃）向单斜相（α-Bi₂O₃）转变，使最终在室温下得到含β-Bi₂O₃的催化剂样品。La掺杂使Bi₂O₃对可见光的吸收程度增强，吸收带边明显红移，有效抑制了光生电子和空穴的复合，从而提高了有效的光量子产率。3.采用沉淀法制备了N掺杂Bi₂O₃光催化剂。结果表明：未掺杂Bi₂O₃为单斜相α-Bi₂O₃，N掺杂Bi₂O₃则为四方相β-Bi₂O₃和Bi5O7NO3组成的混晶；掺入的N取代了Bi₂O₃晶格中部分O，形成了Bi–N键而稳定存在；N掺杂可使Bi₂O₃的禁带宽度变窄，增强对可见光的吸收利用率，减小光生电子和空穴的复合几率。当N与Bi的摩尔比为0.5时，制得的N-Bi₂O₃具有最佳的可见光催化活性，320min对2,4-二氯苯酚的降解率可达75.3%。在N掺杂Bi₂O₃光催化降解2,4-二氯苯酚的影响因素试验中，考察了溶液初始浓度和降解速率的关系，由此探讨了2,4-二氯苯酚光催化降解反应的动力学特征。结果表明，N掺杂Bi₂O₃对2,4-二氯苯酚的可见光降解符合Langmuir-Hinshelwood动力学速率模型，并且能较好地实现2,4-二氯苯酚的深度矿化和脱氯。