CdS是一种典型的Ⅱ-Ⅵ族半导体,其禁带宽度为2.42 eV,是一种良好的可见光催化材料及荧光材料。在光激发条件下,由于光生载流子容易复合使其量子效率较低,且CdS对光响应范围有限,限制了它在光催化领域的应用。合成CdS复合纳米材料有望抑制光生载流子复合、拓宽光响应范围,从而提高其光催化活性。基于以上分析,本文以硫化镉为研究主线,通过合成空壳材料、复合材料对其光催化和光致发光性能进行了研究,主要研究工作如下:（1）利用离子交换法以CdS聚集球为模板制备了尺寸均一的PbS空球,通过荧光性能测试发现合成的PbS空球具有良好的红外发光性能,可以用作优良的红外发光材料。同时,对离子交换机理进行了详细的研究,发现在不同温度下离子交换过程经历不同的反应机理,当反应温度为30°C时为动力学控制过程,这个过程可以得到多种结构,即核壳结构、蛋黄-壳结构和空壳结构;而当反应温度为90°C时为热力学控制过程,首先形成PbS实心球,然后通过奥斯特瓦尔德熟化形成空球。（2）合成CdS/ZnS复合多孔亚微米球,从而改善CdS的光催化性能。实验通过简单的一步溶剂热法,添加PVP作为结构引导剂,合成了CdS/ZnS复合多孔微球。借助CdS与ZnS的能级结构特点,通过复合后的能带交叠拓宽了其光吸收范围,增强了对太阳光的利用率;另外CdS与ZnS接触后使其表面结构发生变化,两种不同物质结构上的差异容易导致原子周围环境发生变化,使光催化的活性面积和活性位点增多。上述两种因素共同作用使CdS的光催化性能得以提高。（3）溶剂热法制备CdS/石墨烯复合材料,并研究了其可见光催化性能。由于氧化石墨烯表面含有大量的含氧基团对溶液中的Cd²⁺进行富集,故此最终形成CdS在石墨烯表面分布均匀的复合材料。石墨烯具有良好的导电性,其带隙宽度几乎为零且其功函低于CdS的导带能级。CdS光激发后光生电子可以迁移到石墨烯上引起光生载流子有效分离,从而提高了硫化镉的光催化效率。实验通过荧光光谱和红外光谱,证实了CdS纳米颗粒与石墨烯之间的相互作用及其对光生电子的分离作用。通过调节氧化石墨烯的添加量,确定了当氧化石墨烯的添加量为0.1 mg/mL时具有最佳的光催化效率。循环实验表明所合成的复合材料经历多次循环仍保持较高的可见光催化效率,具有良好的稳定性。