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在全球性能源危机和环境污染日趋严重的今天，如何有效利用太阳能来治理污染己引起世界各国的广泛重视。光催化技术具有能耗低、无污染、反应条件温和等特点，因而在环境保护方面具有广阔的应用前景。而如何研制出宽谱响应的长效高效光催化剂是半导体光催化技术的关键。作为最具应用前景的光催化剂TiO2，它还存在着许多局限性。首先，由于它的带隙能比较大(Eg=3.2eV)，只能被紫外光激发，而这部分只占太阳光的约5％。其次，它的光生电子空穴对容易复合，从而导致了比较低的光催化活性。新型可见光光催化剂BiVO4因为对反应物的吸附能力较弱以及其光生电子一空穴对较难分离，它的可见光催化活性也不高。针对以上出现的这些问题，本文将通过半导体复合的方法分别对TiO2和BiVO4进行改性，制备出高催化活性的复合半导体光催化剂。 本文采用水热法合成了Sb2O3/TiO2和Ce2S3/TiO2复合光催化剂；采用沉淀法先合成了前驱体BiVO4，然后采用浸渍焙烧法合成了WO3/BiVO4复合光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光漫反射光谱(DRS)、红外光谱(FT-IR)、荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对催化剂进行了表征，探讨了光催化机理。以甲基橙、罗丹明B以及亚甲基蓝为目标降解物，考察了它们在紫外光或可见光下的光催化活性。 (1)通过水热法合成了Sb2O3/TiO2复合光催化剂，其颗粒大小为20～50nm。XRD分析表明，Sb2O3/TiO2由锐钛矿型TiO2和少量的金红石型TiO2组成。由于在5％Sb2O3/TiO2中发现了斜方晶型的Sb2O3，因此推测在低掺杂量的Sb2O3/TiO2中同样存在Sb2O3。XPS证明锑以正三价的形式存在于TiO2中，且Sb2O3与TiO2发生了相互作用。由FT-IR光谱可知，适量的表面羟基有利于提高光催化活性。Sb2O3的最佳掺杂浓度、水热温度和水热时间分别为0.5％、140℃和12h。在此最优条件下制得的Sb2O3/TiO2光照1h后，甲基橙的降解率为62.8％，亚甲基蓝的降解率为97.96％。 (2)通过水热法合成了Ce2S3/TiO2复合光催化剂，Ce2S3/TiO2主要由锐钛矿型和少量的金红石型TiO2组成，水热温度和时间对TiO2的晶型影响不大。复合Ce2S3后，Ce2S3/TiO2的吸收带边发生红移，在400～800nm的可见光区吸收明显增强，使复合半导体的光谱响应范围扩展至可见光波段，进一步提高TiO2的光催化活性。光催化实验结果表明，180℃水热10h的4％Ce2S3/TiO2的光催化活性最佳。 (3)用直接沉淀法合成了前躯体BiVO4，然后采用浸渍焙烧法制备了WO3/BiVO4复合光催化剂。复合后的BiVO4依然是单斜晶型，XPS分析表明W元素是以WO3的形式存在于BiVO4中，WO3的存在可以抑制光生电子-空穴对的复合，使BiVO4在550～800nm可见光区的吸收明显增强，从而提高可见光催化活性。WO3/BiVO4在可见光下降解亚甲基蓝的最佳条件为：WO3的摩尔分数为0.6％，煅烧温度为700℃；在紫外光下降解罗丹明B的最佳条件为：WO3的摩尔分数为0.6％，煅烧温度为600℃。