文献综述
1 研究背景
目前我国在经济社会发展过程中亟需解决问题就是环境污染的问题，印染行业作为环境污染大户，最严重的问题就是废水处理。因为染料废水组成成分较为复杂，废水量大，毒性大且色度和有机物成分高，很难采用传统的物化方法（如活性炭吸附法）和生物降解法去除。但光催化氧化法作为一种新型的物化处理技术，在处理染料废水方面具有多方面的优点，如：选择性高、降解效率高、节能环保、可将对环境有害的有机染料分子矿化为H2O、CO2和无机盐等环境友好型无机小分子等，并且分解彻底。
BiVO4作为环境友好型的可见光催化材料，能有效地利用太阳光中的可见光进行催化氧化反应，并且且制备过程简单、无毒、稳定性好［1-2］。但在催化过程中，光生电子和空穴的复合率高使得其对污染物的吸附能力差，对BiVO4的实际应用造成严重影响[3]。为此研究人员不断尝试尝试通过改变合成时温度、控制形貌[4]、掺杂离子、形成异质结(Ag3PO4/BiVO4[5]、CuO/BiVO4[6]、BiVO4/TiO2[7]、PdO/BiVO4和g-C3N4/BiVO4[8])等多种手段对BiVO4进行改性。这些改性材料不仅扩大了BiVO4对太阳光中可见光的吸收范围，而且还提高其光催化活性。
氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团、独特的结构特征和优异的性能，并且容易和半导体纳米材料形成复合物，所以成为近年来光催化领域的研究热点。其原理是将BiVO4与氧化石墨烯相复合形成新的复合光催化剂，凭借氧化石墨烯较大的比表面积和优异的电子传输性能，使得光吸收范围扩展到可见光区域，光催化性能显著提高。
2 课题研究的现状和发展趋势
2.1 光催化的种类和应用
光催化剂一般为半导体结构，其能带结构由低能级的价带（valence band，VB)、高能级的导带（conduction band，CB)及价带和导带之间的禁带组成，价带上充满电子，禁带的区域大小称为半导体的禁带宽度（Eg）。
光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂。典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素，在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。
世界上能作为光触媒的材料众多，包括二氧化钛(TiO2),氧化锌(ZnO),氧化锡(SnO2),二氧化锆(ZrO2)，硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。在早期，也曾经较多使用硫化镉(CdS)和氧化锌(ZnO)作为光触媒材料，但是由于这两者的化学性质不稳定，会在光催化的同时发生光溶解，溶出有害的金属离子具有一定的生物毒性，故发达国家目前已经很少将它们用作为民用光催化材料，部分工业光催化领域还在使用。从未来经济社会的发展前景来看，光催化材料会被更加广泛地应用到环保领域，尤其是随着各国环保力度和法规的不断增强，对于经生化处理即可达标排放的低浓度化学需氧量（COD）废水迫切需要进一步深度氧化处理。
