作为一种新型的光催化材料,卤氧化铋BiOX(X=Cl,Br,I)由于其独特的层状结构、适中的能带、无毒性和低成本而引起了学者们的广泛研究。其层状结构容易形成沿[001]方向的内部电场(IEF),能够加速光生电子空穴对的分离和迁移。近年来,研究者们利用BiOX的极化场效应将其用于压/光催化。然而,BiOX材料是否具有压电效应目前缺少直接的实验证据,对其光电转化性能的研究亦很缺乏。本文围绕二维BiOX材料的可控制备以及压电和光电性能进行了深入研究,主要研究内容和结果如下:(1)以五水合硝酸铋为铋源,通过水热法合成了二维片状BiOCl材料,并进一步讨论了合成工艺对二维BiOX材料形貌的影响。在反应温度为180℃、反应时间为12 h的条件下,BiOCl微板的最大尺寸达到8μm。通过压电力显微镜对单片BiOCl压电性能进行测试,结果显示,BiOCl为单畴结构,微区的电压-位移曲线呈现典型的蝴蝶型曲线,证明BiOCl材料具有良好的压电响应。通过三电极体系对负载BiOCl微板的ITO光电极进行光电测试,在波长为365 nm光照下,最大光电流达到0.5μA/cm~2,光响应时间在1 s左右,并且光照下的电阻相比黑暗状态下的电阻明显减小。最后通过KPFM观察BiOCl表面电势在光照下的变化,证明了较大的光电流归因于光生载流子的有效分离。(2)通过水热法合成了片状BiOBr材料,并讨论了溶液中的乙二醇对BiOBr样品尺寸的影响。单片BiOBr材料的压电性能测试结果显示BiOBr为单畴结构,微区具有蝴蝶形的电压-位移曲线,BiOBr微片在20 V电压下出现局部的极化反转。测试了平行表面和垂直表面两种方向上的光电流,测试证明了BiOBr的各向异性,负载BiOBr的ITO光电极在波长为365 nm的单色光照射下,瞬态光电流可以达到2.5μA/cm~2。光照下样品表面电势的变化证明了BiOBr微板的具有良好的载流子分离与转移能力。(3)利用溶剂热法来制备二维BiOI材料,通过调节溶剂的比例来控制BiOI的形貌,当乙二醇与水的比例为3:1时,样品为松散的不规则片状结构。当反应的温度为180℃、反应时间为24 h时,BiOI的尺寸达到4μm。PFM显示单片BiOI为单畴结构,具有明显的压电响应。BiOI光电极对波长为405 nm、520 nm和655 nm的单色光均有快速的响应,并且随着照射光波长的减小,BiOI光电极的电阻逐渐减小。