当前,随着经济社会的快速发展和人类需求的升级,能源成为人类社会进步的一个重要指标,能源问题也一直备受人们的关注。探索清洁绿色的、环境友好的可再生能源成为世界研究者面临的极大挑战。这其中,氢能就是最好的候选者,而光催化分解水制氢技术就可以利用太阳光作为光源,在能源生产方面有很大的前景,它将完成太阳能与化学能之间的转化。本论文旨在通过设计和构筑一系列高性能、高稳定性的异质结结构,探索出半导体异质结界面与光生电荷迁移和分离以及光催化活性之间的内在联系。设计出一系列非贵金属为助催化剂的金属硫化物基复合物光催化剂,并将其应用到了分解水产氢性质研究。为今后非贵金属负载的光催化剂体系的设计和制备提供一定的有力数据支撑。本论文的研究内容主要是由以下四个部分组成:1.利用简便的溶剂热法合成CdS主催化剂,再分别以CuCl₂?2H₂O和Na₂S₂O₃?5H₂O为铜源和硫源,合成CuS助催化剂,将二者复合在一起形成CuS/CdS复合物,并通过优化CuS的最优负载量,得到最佳的光解水制氢催化活性。通过上述研究结果说明通过与非贵金属助催化剂的复合,明显改善了单一半导体CdS的性能,同时为构筑低成本、高效的CdS基光催化材料提供了一些新的思路。2.以CdS为主催化剂,以Cu₂（OH）₂CO₃作为助催化剂为研究对象,制备了一系列的Cu₂（OH）₂CO₃/CdS复合材料。在可见光照射下,对系列Cu₂（OH）₂CO₃/CdS光催化剂进行了结构表征和光催化分解水制氢气性能研究。通过以上实验最终得出结论:在助催化剂Cu₂（OH）₂CO₃的含量为2%时,光解水制氢效果最佳。该研究为制备Cu₂（OH）₂CO₃助催化剂提供了新的设计思路和实验依据。3.本章内容是以硝酸锌、硝酸铟以及硫代乙酰胺为原料合成ZnIn₂S₄纳米花状结构,再以五水氯化锡和硫代乙酰胺分别作为锡源和硫源,构筑异质结SnS₂/ZnIn₂S₄的复合材料。对系列SnS₂/ZnIn₂S₄光催化剂进行了结构表征和光催化分解水制氢气性能研究。通过以上实验最终得出结论:SnS₂/ZnIn₂S₄在Na₂S-Na₂SO₃为牺牲剂的可见光照射的条件下,最大产氢速率可达277.335μmol/g/h,与纯的ZnIn₂S₄相比,表现出更加优异的光催化制氢性能。4.以固溶体Mn_0.5Cd_0.5S为研究对象,与g-C₃N₄构筑异质结提高Mn_0.5Cd_0.5S的光催化性能,当g-C₃N₄的质量分数为10%时,光催化活性最高,且经光解水循环实验测定,催化剂稳定性良好。