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本文旨在研究可见光下纳米Bi2O3光催化降解双酚A(BPA)的机理。光催化由于其耗能少，可直接利用太阳光并将其转化为其它能源，并且可以彻底矿化有机污染物，在开发新能源和环境污染治理方面给人类带来了福音。自发现TiO2在紫外光照射下能分解水以及降解有机物以后，人们开始不断开发和研究新的光催化材料。但是由于TiO2带隙较宽，只能吸收太阳光中占极少部分的紫外光，其应用为人们带来了难题。铋系氧化物由于对可见光有很好的响应能力，近年来受到了国内外许多科研工作者的广泛关注。而对光催化机理的研究，不仅能够让人们更清楚的看到光催化过程的实质，揭开光催化的神秘面纱，而且有利于提高光催化的效率和研究开发新型的光催化材料，将太阳光的利用率达到最大。本论文的主要研究内容如下: 1.利用溶剂热法，以五水硝酸铋和葡萄糖为原料，在乙二醇溶液中合成纳米铋，经过煅烧合成纳米Bi2O3。将所得的样品通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析，确定样品的组成和结构。在可见光下，用已合成的Bi2O3降解双酚A(BPA)，在不同的时间进行取样。首先对不同时间的样品进行紫外-可见吸收光谱分析，结果表明光照90min后，BPA的量几乎为零，由此可见，纳米Bi2O3在可见光下可以将BPA进行彻底降解。然后分析不同时间样品溶液的总有机碳变化，反应1h后有机碳的含量减少了90％，得出纳米Bi2O3对BPA有很好的矿化作用。接着对不同时间的样品溶液进行高效液相色谱分析，确定是否存在的中间产物，并分析可能存在中间产物量的变化。最后通过液质联用仪，得出可能存在中间产物的荷质比，检测到有三种中间产物存在，分别是m/z151、m/z133和m/z137。这样，在实验上初步得到了可见光下纳米Bi2O3降解BPA的可能路径。 2.通过理论计算推测中间产物的生成，以及光催化过程中分子间是如何发生反应的，在分子水平上了解光催化过程发生的实质。首先确定了可见光下Bi2O3对BPA的降解属于空穴氧化机理，不同于自由基机理。接着对具有氧化作用的空穴分子进行模拟，得到最合理的结构。寻找每一步可能发生反应的过渡态，并进行优化。接着为了验证过渡态的结构是否准确，增加了IRC(intrinsic reaction coordinate)计算。为了更真实的模拟反应的环境，在计算中加入了PCM(polarizable continuum mode)溶剂化模型，重新优化了各反应物、过渡态、中间体和产物。通过DFT计算，确定了五种中间产物，它们分别是:对苯二酚，对异丙烯基苯酚，对羟基苯乙酮，对羟基苯甲酸甲酯，对羟基苯甲酸。所有计算均在高斯09程序包上完成，采用DFT方法中的B3LYP泛函，Bi原子采用赝势基组LanL2DZ，其它原子采用6-31G*基组。在理论计算中将光生空穴Bi2O3·+加入反应，探究了空穴在光催化反应中的作用，得出空穴在该降解过程中能够分割BPA分子，进而引发了其后的一系列反应，同时它也是电荷和单电子的给体。我们的结果将有助于理解可见光光催化过程。