能源紧缺和环境污染是限制经济发展的两大重要因素,基于减轻环境和能源的双重压力,清洁能源的开发与应用受到广泛关注。氢能作为高密度能源,在燃烧的过程中只产生水,能有效解决能源匮乏和环境污染问题。光解水制氢技术利用半导体催化剂在光的驱动下分解水产生氢气,整个过程对环境不造成污染,是目前研究较多的新型能源之一。论文采用生物模板法合成具有特异仿生结构的碳/氧化铈复合材料,合成材料中保留了生物经高温煅烧后形成的层状仿生碳,碳的层状结构有助于光生电子的迁移;因二维层状结构的量子限域效应降低了氧化铈半导体材料的禁带宽度;氧化铈因为特有的4f电子层结构,晶格内含有氧空位,复合材料因仿生碳的存在增多了氧空位,活性位点的数量更加丰富,改变了材料的价带和导带的位置,降低了复合材料的禁带宽度。以上这些因素共同作用,提高了材料的光催化性能。利用菊花、海棠花、竹叶和樱花作为模板,经硝酸铈溶液浸渍后煅烧得到碳/氧化铈复合材料。利用热重分析仪（TG-DSC）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（FESEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、激光显微拉曼光谱仪（Raman）、X射线光电子能谱分析仪（XPS）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等表征了所得材料。结果表明:复合材料中仅含有碳和氧化铈,无其它杂质,保留了原模板的形貌;利用四种模板所得复合材料中氧化铈晶粒尺寸分别为4 nm、5 nm、7 nm、12 nm,样品对可见光的利用率与参比氧化铈相比有很大提高;样品中氧缺陷的含量分别为65%、61%、57%和29%,Ce³⁺比例分别为47%、35%、33%和26%,由此可见氧化铈尺寸越小材料内部氧缺陷比例越高。通过光催化分解水制氢性能比较,得到如下结论:利用菊花为模板所得样品的6小时制氢产量最高,可达380μmol/g,其次是海棠花模板的样品制氢量为356μmol/g,然后是竹叶模板的样品制氢量为337μmol/g,效果最差是樱花模板,制氢量为320μmol/g。此顺序样品内氧化铈的颗粒直径从小到大,由此可见,较小的颗粒直径提高了Ce³⁺含量,增加了材料的氧缺陷,提高材料的光催化性能。