在本次设计中将采用x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM), 紫外可见漫反射光谱(UV-vis DR)等手段对所制备的样品进行的结晶，形态，吸附能力等进行检测，并且利用罗丹明B（RhB）作为污染物来模拟污染水在可见光或者太阳光照射下的降解情况，从而能够知道所制备的光催化剂的一些性能特征及其光催化活性如何。这些实验数据也能够为以后对于铋基型光催化剂的制备提供一定的理论基础。

1。2半导体光催化的基本原理

光催化技术的反应一般要注意两个部分，一个部分是光源的选择，另一个部分就是催化剂的选择。常用光源有汞灯，氙灯，自然太阳光，选择光源时必须要根据催化剂的性质，因为不同的催化剂能够响应的光谱范围不同。催化剂即是指在光照下，能够促使某些反应的发生，但是自身却不发生变化。而在本文中，光源选择了氙灯，催化剂选择铋基型催化剂。

半导体光催化氧化技术的反应机理如下：半导体材料具有相对应的一个能带结构，这个能带结构是由一个充满了电子的低能价带和一个高能导带，和禁带（中间区域）组成。当光照射到这种材料上，且此材料接收到的光能等于甚至大于半导体带隙能时，价带上的电子就会被激发了并且跃迁至导带，这就形成了所谓的空穴和电子（反应式为：催化剂+hυ→e-+h+）。而这些光生空穴和电子分别具有强的氧化性和强的还原性。此时他们会与氢气，氧气，水等发生氧化还原反应等生成羟基自由基及超氧自由基负离子等活性物种，这些活性物种会与吸附在催化剂表面的污染物进行反应，从而实现有机污染物的降解处理。

反应式为：

h++H2→·OH+H+，

h++OH-→·OH， 

O2+e-→·OO-,

·OO-+H+→·OOH， 

2HOO·→H2O2+O2，

 H2O2+·OO-→·OH+OH-+O2，

有机污染物+活性基团（·OOH，·OH,O2-）→无机物

以最为典型的光催化材料TiO2为例，以下为所涉及的反应式：

但是，在这些过程中，有一个问题不得不重视，即价带和导带上形成的光生空穴和电子可能会发生复合作用，这就阻碍了接下来的反应，从而抑制了光催化剂的活性。如何提高光催化剂的活性，加速光生空穴与光生电子在催化剂体相内和表面的迁移速率是我们必须去解决的一个很重要的问题。

另一方面，影响光催化活性的一个重要因素就是光生空穴和电子的氧化还原能力即半导体带隙能的大小，如果说半导体的能隙带越大，则光生空穴和电子的氧化还原能力越强，那么催化剂的光催化活性就越高。但是，如果带隙能太高，那么半导体对光的利用效率将会大大降低，所以我们还需要研究如何在高带隙能情况下去提高半导体对光的利用率。根据上述的一些问题，本次设计就通过研制开发出新的BiOCl催化剂的合成方法，并通过寻找到可行方法去对制备的催化剂表面及结构进行有效的调控，以制备出具有良好光利用效率及光催化活性的可见光光催化剂，并研究制备过程和降解过程对光催化剂性能强化的影响。

1。3主要的光催化剂类型

（1）金属氧化物或硫化物光催化剂：TiO2 、ZnO、WO3 、Fe2O3 、ZnS、CdS和 PbS等。

（2）分子筛光催化剂：分子筛是一种高效、高选择性的光催化剂载体，在分子筛的纳米微孔反应场里有一般光催化体系难以实现的光催化性能。

（3）有机物光催化剂：卟啉类化合物光催化剂、金属酚菁类化合物光催化剂、光生物催化反应体系。论文网