基于第一性原理的方法研究了本征α-Bi2O3、La掺杂、氧空位掺杂和共掺杂体系的电子结构与光学性质，以期获得性能比较优异的α-Bi2O3光催化材料。研究结果表明：掺杂后，体系结构变形较小，其中氧空位（VO）掺杂和La-VO共掺杂体系的禁带宽度价带和导带同时下移且在禁带中引入杂质能级，说明掺杂可以减小电子从价带激发到导带所需能量，有利于电子的跃迁。特别是相对于氧空位单掺杂，La-VO共掺杂使杂质能级向导带底靠近，这个倾向可能使该复合缺陷成为光生电子捕获中心的概率大于成为光生电子-空穴对复合中心的概率；同时，La-VO共掺杂导致导带底附近的能带弯曲的曲率增大即色散关系增强，从而降低了电子的有效质量，加速电子的运动，因此，La-VO共掺杂能大幅改善光生电子-空穴对的有效分离。另一方面La-VO共掺杂在显著扩展可见光吸收范围的同时，还极大地增强了可见光吸收强度。因此，La-VO共掺杂有效改善了α-Bi2O3的光催化活性。本研究为利用稀土离子掺杂改善其他光催化材料的性能提供了一个新的思路。

本文用水热法制备了正交晶系的纳米球状结构的二氧化锡和正交晶系的由片状聚集成球状结构的钨酸铋，并且对二者进行了复合，制备出了二氧化锡/钨酸铋复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)、紫外可见分光光度计等技术对复合样品的结构、形貌、比表面积、孔容孔径和光学性质进行了表征。用碘钨灯模拟太阳光，分别以二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋复合材料为催化剂降解罗丹明B(RhB)，研究所制备的二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性。光催化90 min时二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋对罗丹明B的降解率分别是9%、22%和30%。实验结果表明，在可见光下，二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性要高于单一的二氧化锡和钨酸铋。

采用发射光谱、 紫外可见吸收光谱、 红外吸收光谱和核磁共振技术分析1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（［Bmim］HSO4）, 1-丁基吡啶硫酸氢盐（［BPy］HSO4）和1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼（［Bmim］BF4）三种离子液体在大气压介质阻挡放电氩等离子体体系中的稳定性, 并分别以上述三种离子液体为辅助液采用大气压介质阻挡放电等离子体技术制备TiO2, 进一步研究三种离子液体在等离子体中的稳定性对所制备的TiO2晶相结构的影响。 结果表明: 向大气压介质阻挡放电氩等离子体中分别引入［Bmim］HSO4, ［BPy］HSO4和［Bmim］BF4离子液体后并未改变氩等离子体放电光谱谱峰的位置和数量且没有新的谱峰生成, 但谱峰强度都明显降低, 说明上述三种离子液体没有在等离子体区蒸发形成激发态物种; ［Bmim］HSO4和［BPy］HSO4放电前后的红外吸收光谱基本一致, 表明离子液体在放电后的化学键未发生改变; ［Bmim］HSO4和［BPy］HSO4的紫外可见吸收光谱显示其吸收峰的位置和强度未发生改变, 说明两种离子液体在等离子体作用后的结构是稳定的; ［Bmim］BF4放电前后的红外吸收光谱各个特征峰并无明显差异, 但其紫外可见吸收光谱图谱吸收峰的位置却发生较大的偏移, 进一步对放电前后的［Bmim］BF4离子液体进行核磁共振分析, 两者的1H NMR峰数相同, 但放电后的离子液体化学位移向高位偏移大约0.2单位, 说明其化学环境发生了变化, 表明有部分［Bmim］BF4结构发生改变。 光谱和核磁共振技术分析表明离子液体［Bmim］BF4在等离子体作用后结构发生了改变。 采用三种离子液体辅助大气压介质阻挡放电等离子体技术制备TiO2样品的X-射线衍射分析结果表明 ［Bmim］HSO4和［BPy］HSO4辅助制备的［BPy］HSO4-TiO2和［Bmim］HSO4-TiO2, 谱图与锐钛矿相TiO2标准谱图基本一致, 表明所制备的TiO2为纯锐钛矿型。 而［Bmim］BF4辅助制备的［Bmim］BF4-TiO2在2θ=24.1°处的衍射峰向小角度偏移, 2θ=48°处的衍射峰向大角度偏移, 说明［Bmim］BF4在辅助制备TiO2过程中, F进入TiO2的晶格, 破坏了TiO2原子间的平衡状态, 生成了F掺杂TiO2光催化材料。 F掺杂TiO2光催化材料的形成也间接证明了离子液体［Bmim］BF4在大气压等离子体中的不稳定性, 此结果与核磁共振及紫外可见光的检测结果相一致。 同时说明离子液体在等离子体的作用下对于纯锐钛矿晶格的形成和促进高活性掺杂型的光催化材料具有重要作用。 为等离子体辅助离子液体制备高性能纳米材料提供重要的实验和理论依据。