利用太阳能光催化技术来解决能源短缺、环境污染等问题,一直是前沿科学技术领域的研究热点之一。然而,半导体的光催化材料的低太阳能利用率和低量子效率制约了其广泛应用。因此,探索如何提高光催化材料的光能利用率、催化活性和稳定性是太阳能光催化技术研究的重点和难点。氧化钨因其禁带宽度适中,特殊的隧道结构,耐光腐蚀和绿色无污染等优良性质,成为半导体光催化领域新一代研究的热门材料。但是氧化钨光生电子的还原能力较弱,致使氧化钨的光催化活性较低。本论文通过半导体的能带调控理论,采用复合和异质结耦合等手段对分级结构氧化钨进行光催化改性,提高氧化钨可见光响应的光催化活性。用XRD、SEM、TEM、XPS、Uv-vis DRS光谱、PL光谱、M-S谱和EIS谱等分析手段对其结构、形貌和光电性能等进行了表征。基于上述内容,本论文开展了以下研究工作:1.首先采用溶剂热法制备单斜相三氧化钨微纳米球光催化剂。然后继续采用溶剂热法,合成了具有高可见光催化活性Ti O₂/WO₃系列中空微球二元复合光催化材料。Ti O₂和WO₃构建的复合光催化剂,有效地抑制了光生载流子的复合,表现出优异的光催化活性。当Ti/W的摩尔质量比为3%时,Ti O₂/WO₃光催化材料,可见光照射反应60 min,孔雀石绿的降解率达到99.9%。2.基于单斜相三氧化钨微纳米球光催化剂,采用两步溶剂热法,合成了二维Bi₂O₃纳米片与三维WO₃中空微球复合的p-n异质结Bi₂O₃/WO₃光催化材料。p-Bi₂O₃和n-WO₃构建的异质结,光生电子和空穴分离速率更高,光生载流子寿命更长,反应活性位点更多,表现出优异的光催化活性。当Bi/W的摩尔质量比为30%时,Bi₂O₃/WO₃光催化材料,可见光照射反应60 min,孔雀石绿的降解率达到99.9%。3.通过水热法制备六方相三氧化钨纳米棒光催化剂。然后继续采用溶剂热法,合成了二维Bi OCl纳米片与一维WO₃棒纳米复合的p-n异质结Bi OCl/WO₃光催化材料。Bi OCl纳米片具有特殊的层状结构,这些片与片之间具有较大的空间可极化相关的原子和轨道,诱导偶极子能够有效分离光生电子-空穴对,有效提高光催化活性。当Bi/W的摩尔质量比为1∶1时,p-n异质结Bi OCl/WO₃光催化材料,可见光照射反应40 min,孔雀石绿的降解率达到99.9%。4.采用溶剂热法结合溶液沉淀法,再通过原位光致还原,将Ag/AgCl纳米片沉积在一维WO₃纳米棒上,构建了Z-型的Ag/AgCl/WO₃异质结复合光催化剂。利用Ag的等离子体共振效应和AgCl的光敏化作用,增强可见光区吸收,实现优势互补,从而提高体系的稳定性及太阳光的利用效率。当Ag/W的摩尔质量比为30%时,所制备的Ag/AgCl/WO₃异质结复合光催化材料,可见光照射反应50min,孔雀石绿的降解率高达到99.9%。