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随着日益发展的经济和地球坏境的破坏，利用半导体光催化降解和消除污染物，受到了人们极大关注。单斜相BiVO4的化学性质很稳定有良好，无毒、价廉，禁带宽度为2.4eV，是一种在自然光下光降解水和降解有机污染物的有效的光催化剂。因为人们对可见光催化活性机理的认识尚不统一，本文采用基于密度泛函理论（DFT）框架下的第一性原理平面波赝势法（PWPP），使用Material studio5.5中的CASTEP模块对不同晶相的BiVO4、掺杂型和负载型BiVO4进行光催化性质的研究。研究分别计算了它们的电子结构、能带、态密度及吸收光谱，并通过得到的数据分析讨论掺杂或负载后电子结构变化的原因和BiVO4光催化活性提高的机理。结论如下：1.由于BiVO4有3种结构，其中单斜相和四方相的光催化性质更好，本文通过MS中的CASTEP模块对单斜相和四方相进行计算并分析，得到光催化性能最好的是单斜相BiVO4。由于单斜相BiVO4有较窄的禁带宽度，所以从理论上说，带隙窄，电子从价带到导带的跃迁只需要较小能量，更易产生光生电子-空穴对。从吸收光谱可以直接看出，单斜相BiVO4对可见光的响应更强。综上所述，单斜相BiVO4的光催化性能比四方相BiVO4的好。所以后文的第一性原理研究以单斜相BiVO4为研究对象。2.对不同浓度的W掺杂BiVO4使得晶体禁带宽度变窄，整体的电子载流子浓度增加，吸收光谱向红光方向移动，有效提高光催化活性。不同掺杂浓度，对吸收光谱红移的影响程度不同，其中掺杂浓度为6.25%时，W-BiVO4最稳定，禁带宽度最窄，吸收光谱红移最明显。所以，后续研究就以6.25%掺杂浓度为例进行研究。3.对2种不同过渡金属（Mo、W）分别掺杂单斜相BiVO4的光催化性质进行研究得到：一、掺杂Mo或W后，使得单斜相BiVO4的禁带宽度变窄，光生电子和空穴有效分离，吸收光谱向红光方向移动，有效提高光催化效率。且Mo-BiVO4更稳定，禁带宽度更窄，吸收光谱红移更明显。二、d轨道是单斜相BiVO4光催化效率提高的主要原因。4.对于金属氧化物CuO负载BiVO4表面的光催化性质进行研究得到：负载后，禁带宽度变窄到1.031eV，且带隙中间出现了Cu3d的杂质能级，导带底和价带顶完全被杂化。从电子电荷密度变化可以看到，负载CuO后，CuO上产生的光生电子移动到了BiVO4的导带，而BiVO4产生的光生空穴移动到了CuO的价带，从而有效的抑制了光生电子-空穴对的复合，即提高了光催化效率。