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环境、能源问题不容忽视，急需找到一种绿色环保技术来解决上述问题。能耗低、无污染的光催化技术受到科研工作者的青睐。本研究主要是在Bi基半导体光催化剂的基础上，选取合适的改性策略以制备出性能优越的光催化材料。基于此，分别制备了Bi2WO6/Bi2S3/MoS2n-p异质结和CuO/TiO2/Bi2S3复合材料，而后探究、剖析了材料的理化性质。主要探究内容如下：
（1）使用聚乙烯吡咯烷酮K30为结构导向剂，溶剂为无水乙醇、水、冰醋酸的混合溶液，选取Bi(NO3)3?5H2O、Na2WO4?2H2O为金属源，通过溶剂热法制备得到了直径为2.6~3.0μm的Bi2WO6微球。在其基础上，再依次加入钼源Na2MoO4?2H2O和硫源CH4N2S，通过水热反应合成了一系列用于光还原Cr(Ⅵ)的球形Bi2WO6/Bi2S3/MoS2n-p异质结复合材料。Bi2S3是由S2?原位取代Bi2WO6中的WO66?形成的，无须额外引入Bi元素，该过程有利于维持Bi2WO6结构稳定性。扫描电子显微镜（SEM）测试结果表明，通过改变溶液中S和Mo源的含量，可以很容易地调控样品的致密性。紫外可见漫反射光谱、光致发光光谱、瞬态光电流响应和电化学阻抗谱的测试结果表明，异质结的形成有助于提高光能利用率并促进光生载流子的分离和转移。可见光下光催化还原Cr(Ⅵ)实验结果显示，Cr(Ⅵ)溶液的pH值对样品的光催化还原效率有很大影响，光催化还原效率随着溶液pH值的升高而降低。当溶液pH=2.00时，具有最佳的光催化还原活性。其中，复合材料BBM-3在75min内（λ＞420nm，pH=2）的Cr(Ⅵ)还原率达到100％，远优于纯Bi2WO6的Cr(Ⅵ)还原率（5%）。循环实验结果表明，三个循环后，BBM-3的Cr(Ⅵ)还原率仍可达到80%，表明该材料具有良好的可回收性和循环稳定性。活性物质捕获实验证明光催化还原过程中起作用的活性物质为光生电子。基于实验数据和理论分析，提出了可见光照射下Bi2WO6/Bi2S3/MoS2光催化剂在Cr(Ⅵ)还原中的光催化机理。该工作为三元异质结复合材料的设计提供了新的研究思路，并为开发用于废水处理的光催化剂提供了新的策略。
（2）以硝酸铜水合物（Cu(NO3)2?xH2O）为铜源制备出了Cu2O立方体，接着以Cu2O立方体为前驱体、钛酸四正丁酯为钛源，合成了球状CuO/TiO2。通过机械搅拌法将由溶剂热法制备得到的Bi2S3量子点（Bi2S3QDs）与CuO/TiO2进行复合制备得到了CuO/TiO2/Bi2S3复合材料。根据Bi2S3负载量（5wt%、10wt%、20wt%）的不同，将得到的材料记作CuTiBi-5、CuTiBi-10、CuTiBi-20。X射线衍射和X射线光电子能谱证实CuO/TiO2/Bi2S3复合材料的成功合成。SEM和透射电子显微镜测试结果表明，Cu2O立方体的尺寸为150?300nm，CuO/TiO2纳米微球的平均粒径为200nm，Bi2S3QDs的粒径均在10nm以下。与前驱体Cu2O相比，CuO/TiO2粒径非但未增加反而减小了，是因为在制备CuO/TiO2过程中在反应体系中加入了一定量的氨水，反应体系中的Cu2O和氨水发生反应生成了[Cu(NH3)4]2+。最后，将样品用于光催化产氢。样品CuTiBi-10具有最佳的光催化产氢效率（16.69μmol h?1g?1），为纯CuO的2.15倍。
（1）使用聚乙烯吡咯烷酮K30为结构导向剂，溶剂为无水乙醇、水、冰醋酸的混合溶液，选取Bi(NO3)3?5H2O、Na2WO4?2H2O为金属源，通过溶剂热法制备得到了直径为2.6~3.0μm的Bi2WO6微球。在其基础上，再依次加入钼源Na2MoO4?2H2O和硫源CH4N2S，通过水热反应合成了一系列用于光还原Cr(Ⅵ)的球形Bi2WO6/Bi2S3/MoS2n-p异质结复合材料。Bi2S3是由S2?原位取代Bi2WO6中的WO66?形成的，无须额外引入Bi元素，该过程有利于维持Bi2WO6结构稳定性。扫描电子显微镜（SEM）测试结果表明，通过改变溶液中S和Mo源的含量，可以很容易地调控样品的致密性。紫外可见漫反射光谱、光致发光光谱、瞬态光电流响应和电化学阻抗谱的测试结果表明，异质结的形成有助于提高光能利用率并促进光生载流子的分离和转移。可见光下光催化还原Cr(Ⅵ)实验结果显示，Cr(Ⅵ)溶液的pH值对样品的光催化还原效率有很大影响，光催化还原效率随着溶液pH值的升高而降低。当溶液pH=2.00时，具有最佳的光催化还原活性。其中，复合材料BBM-3在75min内（λ＞420nm，pH=2）的Cr(Ⅵ)还原率达到100％，远优于纯Bi2WO6的Cr(Ⅵ)还原率（5%）。循环实验结果表明，三个循环后，BBM-3的Cr(Ⅵ)还原率仍可达到80%，表明该材料具有良好的可回收性和循环稳定性。活性物质捕获实验证明光催化还原过程中起作用的活性物质为光生电子。基于实验数据和理论分析，提出了可见光照射下Bi2WO6/Bi2S3/MoS2光催化剂在Cr(Ⅵ)还原中的光催化机理。该工作为三元异质结复合材料的设计提供了新的研究思路，并为开发用于废水处理的光催化剂提供了新的策略。
（2）以硝酸铜水合物（Cu(NO3)2?xH2O）为铜源制备出了Cu2O立方体，接着以Cu2O立方体为前驱体、钛酸四正丁酯为钛源，合成了球状CuO/TiO2。通过机械搅拌法将由溶剂热法制备得到的Bi2S3量子点（Bi2S3QDs）与CuO/TiO2进行复合制备得到了CuO/TiO2/Bi2S3复合材料。根据Bi2S3负载量（5wt%、10wt%、20wt%）的不同，将得到的材料记作CuTiBi-5、CuTiBi-10、CuTiBi-20。X射线衍射和X射线光电子能谱证实CuO/TiO2/Bi2S3复合材料的成功合成。SEM和透射电子显微镜测试结果表明，Cu2O立方体的尺寸为150?300nm，CuO/TiO2纳米微球的平均粒径为200nm，Bi2S3QDs的粒径均在10nm以下。与前驱体Cu2O相比，CuO/TiO2粒径非但未增加反而减小了，是因为在制备CuO/TiO2过程中在反应体系中加入了一定量的氨水，反应体系中的Cu2O和氨水发生反应生成了[Cu(NH3)4]2+。最后，将样品用于光催化产氢。样品CuTiBi-10具有最佳的光催化产氢效率（16.69μmol h?1g?1），为纯CuO的2.15倍。