近年来,光催化技术在能源转化和环境治理方面受到了广泛关注。光催化研究的关键是如何设计并制备出高效、稳定的可见光催化剂。BiVO₄被认为是在可见光催化氧化水和降解有机污染物方面最具潜在应用价值的半导体光催化剂。但纯BiVO₄的载流子分离效率和光催化效率低还有待进一步提高,掺杂是一种提高其光催化性能的有效方法。本论文对BiVO₄进行Ti/Mo共掺杂改性,制备出了具有高活性的BiV_1-x(Ti_x/2Mo_x/2)O₄（x=0-1）光催化剂。通过实验和理论计算研究了其可见光分解水产氧性能,讨论了杂质缺陷相关的提高光催化效率的机理。研究结果如下:1.Ti/Mo的掺杂量可以改变BiVO₄的晶体结构,在0≤x≤0.05范围,样品晶体结构为单斜白钨矿结构（m-BiVO₄）;在0.1≤x≤0.7范围,样品晶体结构为四方白钨矿结构（t-BiVO₄）。在可见光照射且以AgNO₃为牺牲剂的条件下,BiV_1-x(Ti_x/2Mo_x/2)O₄在x=0.02时光催化剂的光催化产氧活性最高,其优良的光催化活性与掺杂浓度、和缺陷的状态有关。2.本文运用密度泛函理论的第一性原理方法研究了缺陷的状态和补偿规律。通过对Ti/Mo掺杂的BiVO₄进行缺陷形成能和电子结构的计算,分析缺陷形成能与化学势之间的关系。结果表明,Mo能促进Ti进入BiVO₄晶格,形成稳定的Ti/Mo共掺体系,而Ti的掺入能有效地避免Mo单掺时出现的Bi空位缺陷。3.Ti/Mo共掺比单掺时光催化性能更好的主要原因有:（i）电子和空穴的迁移率在各方向上的差异提升了电荷分离;（ii）Ti/Mo共掺时的电子比Mo单掺时更加局域化,使得电子被束缚住,而空穴比电子容易迁移许多,从而导致电子-空穴的有效分离。