染料废水是工业废水的重要组成部分之一,中国是染织大国,染料废水排放量巨大,其中含有的偶氮、芳香类化合物、重金属等成分对生物体有毒害作用,并且由于其高色度、高COD,可生物降解性差等,使染料废水的处理技术普遍成本高,处理效果较差。因此,选用高效节能的污水处理方法来处理染料废水是目前的研究方向。光催化处理污水技术因其高效、节能且不产生二次污染的优点而受到了环境工作者的追捧。Bi₂O₃是P型半导体其带隙能为2.8eV,氧空位多,光生电子和空穴分离能力强,使得它能在自然光下光响应迅速,氧化能力强,对太阳光利用率高而受到人们的关注。成为当今最理想的光催化材料之一。为了获得活性更高的催化剂,本文采用溶胶-凝胶法制备了B掺杂改性的Bi₂O₃光催化剂,Nd³⁺掺杂改性的Bi₂O₃光催化剂,硼、钕共掺杂改性的Bi₂O₃光催化剂,并详细分析了样品的结构与性质,系统考查了其光催化性能。具体研究内容如下:（1）采用溶胶-凝胶法制备了B掺杂改性的Bi₂O₃光催化剂,分别从B的掺杂量和烧结时间两个方面考察其对催化剂的催化活性的影响。采用TEM、HRTEM、XRD、Raman、FT-IR、UV-Vis DRS等表征手段对其进行分析。分析结果表明:硼掺杂并没有引起Bi₂O₃晶体结构的转变,样品以单一的α-Bi₂O₃形式存在,但Bi4B2O9的生成在一定程度上抑制了晶体的生长,进而促进了电子-空穴的有效分离,提升了光催化活性。灼烧时间也不会改变Bi₂O₃的晶体结构,但是能够影响Bi4B2O9的生成,促进晶体的生长,使催化剂的颗粒增大,影响催化剂的催化效果。当n（B）:n（Bi）=0.08时500℃煅烧1h样品的光催化活性最大。（2）采用溶胶-凝胶法制备了Nd³⁺掺杂改性的Bi₂O₃光催化剂,分别从Nd的掺量和烧结时间两个方面考察其对催化剂的催化活性的影响。采用TEM、SAED、XRD、Raman、FT-IR、UV-Vis DRS等表征手段对其进行分析。分析结果表明:Nd与Bi的比例、灼烧时间对光催化剂的晶系、光吸收性能等有一定影响。最佳制备条件为n（Nd）:n（Bi）=0.01,煅烧温度为500℃,灼烧时间1 h。最佳制备条件下的样品为四方晶系β-Bi₂O₃,吸收边带约600 nm,禁带宽度2.45 eV,经过4h可见光光催化反应,对甲基橙的降解率高达89.7%。（3）采用溶胶-凝胶法制备了B掺杂改性的Nd-Bi₂O₃光催化剂,从B的掺量考察其对Nd-Bi₂O₃催化剂的催化活性的影响。采用TEM、SAED、XRD、Raman、FT-IR、UV-Vis DRS等表征手段对其进行分析。分析结果表明:硼、钕共掺杂的氧化铋样品由单一的单斜α-Bi₂O₃或单一的四方晶相β-Bi₂O₃转变为α-Bi₂O₃和β-Bi₂O₃共存的状态,伴随形成一系列的的复合氧化物与α-Bi₂O₃和β-Bi₂O₃形成异质结构或固溶体结构,从而抑制了样品的晶粒生长与团聚,有效的减小了样品的晶粒尺寸,同时可以形成电子捕获中心,有效的提高光催化活性。综上,当B掺杂量为2%时,在500℃煅烧1h的Nd-Bi₂O₃光催化剂的催化活性最高。