现如今能源短缺和环境污染已经成为制约社会发展的两个重要因素。通过光催化利用太阳光分解水制氢的技术可以有效地解决这些问题。但是目前光催化制氢的效果并不好,其中一个主要原因就是光生电子和空穴不能很好地分离。负载助催化剂可以有效地提高电子和空穴的分离,抑制它们的复合,从而提高光催化效率。但由于传统助催化剂多为贵金属,不适合于工业应用,因此开发非贵金属助催化剂就很有意义。γ-Mo2N在传统催化领域表现出了很好的类Pt性能,但是在光催化领域,却没有这方面的报道。本论文成功制备了 γ-Mo2N/CdS复合光催化剂,具体过程如下:(1)制备了纯相的γ-Mo2N。使用钼酸作为钼源,首先溶于氨水,形成钼酸铵溶液。将溶液蒸干之后,在马弗炉中焙烧,得到M003。在氨气中将Mo03高温氮化,得到y-Mo2N。(2)制备了 γ-Mo2N/CdS复合光催化剂。将一定量的γ-Mo2N超声分散于(CH3COO)2Cd溶液中,向其中逐滴滴加Na2S溶液,形成黄绿色沉淀。通过过滤、洗涤和真空千燥,制得γ-Mo2N/CdS复合光催化剂。对复合光催化剂进行了一系列的评价和表征,得到以下结论:(1)XRD表征结果说明纯相的γ-Mo2N被成功制得。(2)通过SEM和TEM表征,发现γ-Mo2N和CdS形成了一种类似于核壳的结构,CdS包裹于γ-Mo2N外侧。(3)XPS表征结果显示制得的y-Mo2N表面有少部分的Mo元素以MoO2、MoO3形式存在。(4)紫外-可见漫反射光谱表征结果显示γ-Mo2N/CdS复合光催化剂在可见光区域比CdS的吸光度要大。(5)最优条件的γ-Mo2N/CdS复合光催化剂(2%负载量、800 ℃氮化)在可见光条件下,产氢活性可以达到970μmol/(h·g),是CdS的6倍,是相同负载量Pt/CdS的1.5倍。从而证实了 γ-Mo2N在光催化中,作为助催化剂,有很好的类Pt性能。本论文成功制备了石墨烯(GR)基Mo2N-Mo2C/CdS复合光催化剂。具体过程如下:(1)制备了 Mo2N-Mo2C/GR。以MoC15作为Mo源,尿素作为碳源和氮源,氧化石墨作为石墨烯前驱体,分别加入无水乙醇中,并将多余的乙醇蒸干,之后在氮气的氛围中高温焙烧,即可得到Mo2N-Mo2C/GR。(2)制备了 Mo2N-Mo2C/GR/CdS 复合光催化剂。将一定量的 Mo2N-Mo2C/GR超声分散于(CH3COO)2Cd溶液中,向其中逐滴滴加Na2S溶液,形成黄绿色沉淀。通过过滤、洗涤和真空干燥,制得Mo2N-Mo2C/GR/CdS复合光催化剂。对复合光催化剂进行了一系列的评价和表征,得到以下结论:(1)通过XRD表征,发现通过改变尿素的加入量,会形成Mo2N、Mo2C和Mo2N-Mo2C三种Mo系化合物。(2)紫外-可见漫反射光谱结果显示GR、Mo2N、Mo2C和Mo2N-Mo2C都可以在可见光区明显提高CdS的吸光度。(3)XPS表征结果显示制得的Mo2N-Mo2C表面有少部分的Mo元素以Mo02、Mo03形式存在。(4)通过SEM和TEM表征,发现Mo2N-Mo2C和CdS都分散于石墨烯表面上。(5)通过对一系列复合光催化剂活性进行测试,发现Mo2N-Mo2C/GR/CdS复合光催化剂在可见光条件下的产氢活性达到最大,达到4520μmol/(h·g),是CdS的18倍,GR/CdS的7倍,Mo2N/CdS的 1.7 倍,Mo2C/CdS 的 1.4 倍,Mo2N-Mo2C/CdS 的 1.3 倍,Mo2N/GR/CdS 的 1.2 倍,Mo2C/GR/CdS的1.1倍。