随着世界经济的不断发展，能源短缺及水体污染已经逐渐成为威胁人类生存和进步的重要问题，因而着重开发清洁可再生能源以及简单、高效的水体纯化技术已成为当下的研究热点。目前，基于半导体材料的光催化分解水制氢及氧化降解技术可有效的转化和储存无尽的太阳能，被认为是解决上述问题最有效的方法之一。其中，大力开发高效、稳定的宽光谱响应型光催化材料成为实现该项技术的关键所在。在目前主流的宽光谱响应型光催化材料中，三元金属硫化物因其独特的电子结构以及优异的光电特性而受到人们广泛的关注。硫化铟镉（CdIn2S4）作为其中最具代表性的一类，具有优异的物化稳定性，较窄的带隙以及适宜的带边电位等优点，被认为是一种极具潜力的光催化材料。然而，目前针对该材料的研究极为有限且其自身光生载流子复合速率较快依旧限制了它的实际应用。因此，采取切实可行的策略对CdIn2S4进行改性，提高其在可见光下的催化活性具有现实意义。
　　本论文的目的在于探索简单的合成方法制备具有独特形貌结构的CdIn2S4纳米八面体并将其与其他半导体进行复合构建复合结构。利用一系列表征技术对复合结构的组成、形貌以及光电特性进行测试；通过光催化析氢和氧化降解有机污染物来评价复合光催化剂的催化性能及光稳定性；最终揭示该复合光催化剂的界面电子传输路径及光催化反应机理。以下为本文的主要研究内容及成果：
　　（1）采用一种简单、绿色的沉积水热法制备新型三维CdIn2S4纳米八面体修饰的二维ZnO纳米片复合结构，其中CdIn2S4八面体附着在ZnO纳米片的两侧，形成具有紧密界面接触的嵌入式杂化结构；利用一系列表征技术对复合材料的组成、结构形貌、质构性质以及光电特性进行测试，通过在可见光下降解盐酸四环素（TCH）来分析复合材料的光催化性能。结果表明，CdIn2S4/ZnO杂化异质体系展现出极其优异的可见光催化活性；CdIn2S4的质量比为80%的复合材料拥有最佳的光催化降解效率（94.04%）。同时，本文中TCH的去除效率和速率常数也远高于许多以前报道的复合光催化剂的催化效率。该性能提升主要归因于二者之间的协同效应以及独特的内嵌式杂化异质结的建立。同时，实验结果表明，该复合光催化剂拥有优异的光稳定性以及循环利用性。最后，根据活性物质捕获实验提出了可能的降解机理。
　　（2）通过一种简单的原位生长过程成功地合成了CdIn2S4八面体修饰的TiO2纳米复合光催化剂。表征结果表明CdIn2S4八面体紧密的附着在TiO2空心球的表面，形成一种空心杂化异质结构。通过催化实验分析，该复合结构不仅可以在可见光条件下对染料类污染物（MO）进行高效降解，同时具有较好的太阳光分解水制氢能力。当TiO2的掺杂量为30wt%时，所制备的空心异质结构拥有最好的光催化降解及制氢效率。与单体TiO2及CdIn2S4材料相比，复合材料间的协同效应以及有效的界面载流子分离诱导了整体性能的飞跃。通过活性物质捕获实验及ESR光谱分析，确定?O2?及h+为主要活性物质，最终构建能级电子传输模型并提出可能的反应机理。
　　（3）首次采用一步水热法构建了新型核壳CdIn2S4/Ta3N5杂化异质结复合光催化体系。通过可见光下降解有机污染物（MO）及模拟太阳光下分解水制氢来系统的评估该复合材料的光催化性能。结果表明，与单体CdIn2S4材料相比，所制备的复合材料的性能有着极大的提升。当负载3wt%的Ta3N5纳米粒子时，该复合材料呈现最优的光催化MO降解活性（92.2%）及光催化析氢性能（613.2μmol·g-1），其速率常数分别是单体的2.79和2.43倍。此外，形成的杂化异质结构拥有极好的光稳定性和抗腐蚀能力。最终，通过表征及分析发现，该活性提升主要归因于整体光捕获能力的提升以及光生电子空穴对的高效分离。