提高可见光利用率和开发高效、高稳定性光催化材料已经成为光催化领域研究的热点问题。光催化剂固有的禁带宽度与太阳光谱中可见光区相匹配是能够在太阳光条件下响应的前提,寻找合适的方法来提高光催化材料中光生电子和空穴的分离效率是获得高效光催化剂的基础。为寻求高能效、高活性光催化材料,本文围绕可见光响应型光催化材料的设计、开发为重点,利用多种不同的金属元素对基体光催化剂进行修饰改性,以期提高光生电子和空穴的分离效率,从而达到提高光催化活性的目的,并通过各种表征手段对其微观结构的变化进行深入分析,同时结合光催化活性的改变,分析其构效之间的关系。深入、细致研究金属元素引入对本体结构带来的影响。　　 本文通过浸渍法合成了CuO/BiVO4复合氧化物光催化材料。采用XRD、SEM-EDS、TEM、XPS、DRS、BET、TG-DSC、IR、ICP等方法对光催化剂进行表征分析。XRD分析表明,Cu的掺杂并未改变BiVO4的晶体结构。而在煅烧过程中,Cu的改性有效的阻止了其本体BiVO4单斜白钨矿结构向方型白钨矿结构转变。XPS、SEM-EDS、IR和TG-DSC分析结果显示,Cu(NO3)2前驱体最终以CuO形式存在于BiVO4的表面。DRS分析发现Cu的引入能够使光催化剂在可见光区域的光吸收性能增强,减小光催化剂的禁带宽度。相比较于单体BiVO4材料,CuO/BiVO4具有更高的比表面积和暗反应吸附容量。在可见光和紫外光作用条件下分别考察了CuO/BiVO4光催化材料光催化降解亚甲基(MB)的活性。结合固体光催化剂固体本身的结构特性和其光催化活性之间的关系,进行构效关系研究。光催化降解MB实验证明无论是在可见光照射下,还是在紫外光照射下,300℃温度热处理条件下5 at％Cu掺杂的Cu-BiVO4光催化剂具有最高的光催化活性,亚甲基蓝降解率分别为98％(2 h紫外光照射)和82％(4 h可见光照射)。在紫外和可见光照射下,CuO/BiVO4光催化降解亚甲基蓝过程均符合表观一级反应动力学特征；在最佳掺杂量为5 at％时,其表观动力学常数κ分别为单体BiVO4作用下κ值的5.08倍和2.04倍。并对CuO引入后形成的物理异质结结构的光催化原理进行了研究。　　 本文还横向比较了Fe、Co等不同过渡金属离子掺杂对光催化剂的结构和光催化性能的影响。通过XRD、XPS、DRS、SEM-EDS、PL等多种表征手段分析了不同过渡金属离子掺杂对本体BiVO4晶型结构、表面特性、光学性质、内生电子和空穴分离等微观性质的影响。同时,考察了各种掺杂型光催化剂的光催化活性。通过活性比较发现,BiVO4