目前,水生态环境正面临着严峻挑战。大量污染物进入江河湖海,导致了复杂、多性质的复合污染。污染物质会逐渐破坏水生生态系统,甚至危害人体健康。为了解决这些问题,迫切需要开发用于环境污染治理的环保、可再生技术。光催化技术能直接利用太阳光消除污染物,且卫生安全、无二次污染,引起了世界科学家的关注。在所有已知的光催化剂中,二氧化钛(Ti O₂)已被广泛研究。但是,由于Ti O₂对光的利用率太低。因此,需要寻找一种能高效利用太阳光的新型催化剂。作为典型的可见光响应光催化剂钨酸铋(Bi₂WO₆)和钼酸铋(Bi₂Mo O₆),他们具有独特的钙钛矿型层组成的层状结构,合适的价带和导带位置。然而,单一材料中光生电子-空穴的高重组率严重限制了材料光催化活性。针对这个问题我们设计了零维(0D)/二维(2D)铋基量子点/纳米片同质结结构。研究内容及结果如下:(1)通过简单的水热法制备了钨酸铋量子点(QDs-BWO)、钨酸铋纳米片(N-BWO)、钼酸铋量子点(QDs-BM)和钼酸铋纳米片(N-BM)。通过静电自组装过程形成了钨酸铋量子点-纳米片(QDs/N-BWO)及钼酸铋量子点-纳米片(QDs/N-BM)复合材料,使用TEM、XPS、DRS、PL等多种仪器设备对制备的材料进行研究分析。(2)通过可见光下对罗丹明B(RhB)以及4-氯苯酚(4-CP)的光催化降解实验研究QDs/N-BWO材料的光催化性能。实验中,最佳复合材料光催化降解RhB的速率是QDs-BWO的6.4倍,是N-BWO的2.1倍;光催化降解4-CP的速率是QDs-BWO的4.5倍,是N-BWO的2.5倍。这表明0D/2D同质结结构能促进光生电子-空穴对分离,提高材料光催化活性。电化学等测试分析也证实了这一点。此外,捕获实验表明,在光催化降解RhB中超氧自由基(·O₂^-)和空穴(h⁺)的共同作用,·O₂^-起主要作用。(3)通过可见光下对六价铬(Cr(Ⅵ))废水以及六价铬(Cr(Ⅵ))-活性嫩黄(RBY)混合污染废水的光催化降解实验研究QDs/N-BM材料的光催化性能。在所有复合材料中,最佳复合材料光催化还原Cr(Ⅵ)的速率是N-BM还原速率的4倍。在六价铬(Cr(Ⅵ))-活性嫩黄(RBY)混合污染废水中,RBY的最佳浓度为1ppm,比未添加RBY时提高了2.5倍。XPS测试结果表明六价铬(Cr(Ⅵ))完全被还原成三价铬(Cr(Ⅲ))。结果表明再次证明:0D/2D同质结结构能有效促进光生电子-空穴对的分离。