随着工业社会的发展,现代工业生产必然需要消耗大量的能源,能源短缺问题越来越突出,需要广泛寻找清洁可替代能源。BiVO4被认为是一种很有前途的光催化材料,通过对BiVO4改性处理,可有效抑制其光生载流子极易复合的问题,从而显著增强其光催化活性。本论文以提高BiVO4材料的电荷分离效率、光响应范围和解决产业化应用粉末光催化剂回收困难的问题为研究目标,通过与氧化石墨烯复合、负载金属以及复合柔性易回收光催化材料等多种改性及复合方法,大幅度提高BiVO4材料在红外区域的光响应程度和优异的光催化性能。论文的主要研究内容及结论如下:（1）采用一锅溶剂热法自组装制备出二维/三维Bi2O3/BiVO4@GO复合材料。利用紫外可见漫反射光谱、电化学工作站和光催化产氧实验等研究纯BiVO4和Bi2O3/BiVO4@GO复合材料的光学性能、电化学性能以及光催化产氧性能。Bi2O3/BiVO4@GO具有1828 μmol h-1g-1的产氧速率,其产氧能力相较于纯BiVO4（626μmol h-1g-1）提高至三倍。Bi2O3/BiVO4@GO复合材料中存在的Ⅱ型异质结构,能够加快电荷分离和转移速率。通过二维层状GO和三维Bi2O3/BiVO4的异质结耦合,缩短电荷传输距离,加快界面电荷转移速率;另外,GO具有导电性和高的比表面积,可为体系提供大量的反应活性位点,有效加速电荷传输。（2）上述Bi2O3/BiVO4@GO复合材料光催化性能显著提升,但仍存在BiVO4材料在近红外波段无光响应的问题。针对这一问题,采用两步煅烧法原位制备出非贵金属Bi修饰的桑葚状BiVO4（Bi/BiVO4）复合材料。研究结果表明在BiVO4表面原位合成的Bi纳米颗粒可以引起材料吸收带边发生红移,光响应范围扩展到全光谱范围,材料具有更高的电荷传输速率和更优的电化学性能。模拟太阳光照射120 min后纯BiVO4的RhB降解效率为13.6%,而Bi/BiVO4的RhB降解效率可达80.9%。此外,Bi/BiVO4复合光催化材料对苯酚染料的降解效率相较于纯BiVO4（17.1%）提高了 56.2%。研究结果表明,Bi纳米粒子的等离子体共振效应（SPR）效应和Bi与BiVO4的协同作用能够有效扩大材料的光响应范围,抑制光生电子空穴对的复合,并显著提高桑葚状Bi/BiVO4的光催化效率。（3）基于上述Bi/BiVO4复合材料呈粉末状,在水处理过程中高度分散在水中造成回收困难和二次污染的问题,极大程度上限制了其在光催化水处理方面的产业化应用。因此,针对这一问题,利用超声浸渍法制备出碳布负载Bi/BiVO4柔性易回收光催化宏观材料（CC-BB）。研究结果表明碳布负载Bi/BiVO4柔性光催化材料具有较低的光生电子和空穴复合率,由于碳布具有优异的导电性,能够加速载流子传输,有利于提高载流子的分离效率。此外,利用Bi和BiVO4以及碳布之间的协同作用,促进电子和空穴分离,增强光吸收范围,CC-BB具有催化活性高、降解速率快的优势,解决了粉末状光催化剂回收困难的问题。