从全球范围来看,环境污染和能源紧缺一直让人们备受困扰。近年来将目光都集中在污染物的降解以及开发可再生的清洁能源技术上是必然的。创新新技术降解各类污染物以及生产燃料替代品在现在以及未来都将成为人类科学研究的主攻方向。截止目前使用复合半导体光催化剂利用太阳光能降解污染物以及将水分解产生氢气已经成为有前途的策略之一。本文将以半导体TiO₂为主要的研究对象并以其为基底进行复合半导体光催化剂的制备,而且进一步研究了其光催化性质及催化机理,主要研究内容包括:分别采用P25和钛酸四丁酯为钛源,采用的合成方法都是简单的水热法,通过改变反应体系pH值、温度和时间来制备包括管状、带状和花状等多种形貌的纳米TiO₂样品。之后进一步用XRD、SEM、DRS、BET等表征方法对所获得的产物进行确定和解析。最终将产物应用于对Cr（VI）离子的降解和光解水产氢的测试中进行光催化活性的比较从而筛选出效果最好的样品,即比表面积最大的花状样品。选取上一步实验中光催化测试效果最佳的花状纳米TiO₂样品为进一步制备复合半导体光催化剂的底物,为解决TiO₂自身的缺陷从而引入经济实用且带隙匹配的Cu₂O半导体为复合材料,通过表征证明两种半导体的确复合为一种全新的光催化剂Cu₂O/TiO₂,利用此复合光催化剂分别对甲基橙、亚甲基蓝和罗丹明B进行光催化降解,结果表明Cu₂O/Ti O₂复合光催化剂在可见光下的催化活性比全光下的单一TiO₂的活性高很多。继续采用花状纳米TiO₂为复合底物,依然采用简单的水热法,本实验选取与TiO₂进行复合的半导体为CdSe,遵循的机理为两种半导体的导带和价带位置符合形成II型异质结构的需求,实验中通过改变氯化镉的加入量合成四种CdSe含量不同的CdSe/TiO₂复合材料。通过光催化产氢测试,在全光下以及可见光下CdSe/TiO₂复合材料的最高产氢量分别为41.22 mmolg^-1h^-1和4.39 mmol g^-1h^-1,把产氢量最好的样品进行光催化剂稳定性测试,四次循环测试实验表明样品的产氢活性没有太大的降低,从而证明了产物的稳定性良好。