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随着工业化的发展，人们生活水平的提高，化石能源日益紧缺。此外，化石燃料的燃烧释放大量的毒害气体，造成了严重的环境污染问题。近年来，新能源的开发已成为科学界研究的热点问题。目前，太阳能、风能、水动力能等能源都有了一定程度的开发和利用，而由于太阳能具有不受区域影响，能量高等特点一直深受科学界的热宠。如何将太阳能转换为可以直接利用的能源，并解决太阳能的存储是大家一致努力的方向。 利用光催化剂将太阳能转化为可存储的氢气化学能是解决能源问题的重要的手段。因此，制备高效稳定的光催化剂依然是新能源开发中的研究重点。本论文中，我们通过水热-煅烧的方法制备了不同元素掺杂修饰的TiO2纳米粒子，通过拓展TiO2的光吸收范围以及促进光生电子和空穴的分离提高了催化剂的光催化的活性。本论文具体进行了以下方面的研究: 1.分别利用乙醇胺、乙二胺和氨水作为氮源合成了一系列高分散、高活性的N-TiO2纳米催化剂。N的掺杂会在TiO2的能带结构中引入一个全新的杂质能级，从而减小了TiO2的带隙宽度，使TiO2可以吸收可见光区域的能量，提高了TiO2在可见光下的光催化效率。我们探讨了以乙醇胺、乙二胺和氨水为氮源制备的N-TiO2的光催化性能，由于乙醇胺中OH基团的强作用力，发现以乙醇胺作氮源制备的N-TiO2具有最优的光催化性能。 2.分别通过一步和两步合成法制备了催化剂Co3O4(S)/N-TiO2和Co3O4(D)/N-TiO2，分析了不同方法制备的样品中Co的存在形式对于N-TiO2光催化性能的影响。利用光分解水制氢实验探究了Co3O4(D)/N-TiO2和Co3O4(S)/N-TiO2的光催化效率。研究结果表明，与掺杂相比，当Co3O4负载在N-TiO2的表面的时候，Co3O4(D)/N-TiO2表现出了更好的光催化的活性。 3.利用光还原法分别合成了Pt负载的Pt-Co3O4(D)/N-TiO2和Pt-Co3O4(S)/N-TiO2。由于Pt的电子传输作用，Pt负载能够有效地提高材料的光催化效率。研究表明即使Pt含量非常低时(0.02 wt％)，由于Pt和Co3O4的强相互作用，也能使Pt-Co3O4(D)/N-TiO2的光催化效率显著地提高。发现两步法合成的Pt-Co3O4(D)/N-TiO2的光催化性能高于一步法制备的Pt-Co3O4(S)/N-TiO2。 综上所述，我们通过简单的方法对TiO2进行修饰改性，使得所制备的催化剂在全光谱和可见光下的光催化产氢效率都有了明显的提高。