随着科学技术的发展,能源短缺和环境污染已经成为严重的问题。现阶段,合理利用有限资源,有效解决环境问题是一个热点话题。近年来,半导体光催化技术作为一种绿色环保途径,因其高效、节能、矿化能力强、无二次污染、工艺简单、应用范围广等优点,被广泛应用于环境治理和改善。光催化技术可以有效地将有机污染物转化为H₂O、CO₂、N₂等无毒的小分子结构,从而达到污染物矿化的目的。目前,Bi OX(X=F,Cl,Br,I)具有高度的各向异性和层状结构(由[Bi₂O₂]平板与双卤原子平板交叉组成),以及令人满意的紫外-可见光谱响应范围。这其中,高碘氧铋Bi₄O₅I₂光催化剂的内部电场可以激发载流子快速转移到催化剂表面,从而提高光生电子-空穴对的分离效率。本论文主要围绕Bi₄O₅I₂光催化剂进行研究,通过在它的独特的三维层状表面负载二维过渡金属硫化物Mo S₂来制备复合型光催化剂。Mo S₂的引入有效的将光响应范围扩展到近红外区域,同时有效提高了Bi₄O₅I₂的空穴迁移率并抑制了载流子的复合。通过研究污染物降解性能,探讨了可能存在的光催化机理。(1)采用油浴法和煅烧法相结合制备了三维花状分层介孔Bi₄O₅I₂/Mo S₂复合光催化剂。Bi₄O₅I₂表面形成的介孔结构能有效延长电子寿命,并为光催化反应提供了更多的反应活性位点。窄带隙~1.95 e V的异质结将光响应扩展到近红外区域,由于Mo S₂的引入,其光热效应明显。同时,本论文还对Mo S₂的引入量进行了探究,为了找到最佳的复合比例,分别按照复合材料中Mo S₂的质量比选取了2、4、6、8%这几个比例来调控最佳的负载量。实验对复合光催化剂的晶体结构、元素组成以及光催化性能方面对催化剂进行研究。(2)复合光催化剂Bi₄O₅I₂/Mo S₂在太阳能驱动的光催化降解高毒性二氯苯酚和还原六价铬的效率分别提高到98.5%和99.2%。比原始Bi₄O₅I₂分别高约4倍和7倍。光催化产氢率达到496.78μmol h^-1g^-1,是原始Bi₄O₅I₂的6倍。其优异的光催化性能可归因于光热效应的促进,以及致密Z型层状异质结的形成。此外,Z型异质结结构产生强电子耦合效应可以在Bi₄O₅I₂和Mo S₂之间建立内部电场,提高了Bi₄O₅I₂的空穴迁移率,抑制了载流子的复合,加速了载流子的转移。