能源和环境问题是人类长期关注的一个话题,而太阳光是一种清洁、高效、可再生的新型能源,利用光电化学技术和光催化技术可以将太阳能合理利用,因此,合适的半导体材料在光电化学和光催化技术中发挥着重要的作用。二维过渡金属碳化物（MXenes）是一种新型的类石墨烯材料,因其具有独特的层状结构和优越的物理和化学性质,在锂离子电池和超级电容器方面被广泛应用。但是,目前在光电催化分解水和光催化分解水方面的方面应用很少。本文以Ti₃C₂T_X为研究对象,研究了其作为主催化剂的光催化性能,并且将薄层Ti₃C₂T_X分别修饰到两种常用的半导体催化剂（α-Fe₂O₃和g-C₃N₄）来构建复合物,分别研究其光电催化分解水和光催化分解水性能,具体研究内容如下:（1）多层Ti₃C₂T_X和薄层Ti₃C₂T_X光催化分解水性能研究。以Ti₃AlC₂为原料,通过简单的刻蚀和超声分别制备出多层Ti₃C₂T_X和薄层Ti₃C₂T_X,实验结果表明:在光催化反应过程中,薄层Ti₃C₂T_X的活性明显高于多层Ti₃C₂T_X的活性,产氢活性为8.66μmolg^-1h^-1。（2）通过简单的水热和再次煅烧成功的合成了{001}面暴露的TiO₂嵌入的Sn掺杂的α-Fe₂O₃纳米棒（E-Sn-Fe₂O₃/TiO₂）。{001}面暴露的TiO₂的形成是由于剥离的薄层Ti₃C₂T_X MXenes（D-Ti₃C₂T_X）表面含有-F终端,因此在水热过程中不需要额外加入HF或者F离子来使其高能晶面暴露。然后制备了表面覆盖TiO₂的Sn掺杂的α-Fe₂O₃纳米棒（S-Sn-Fe₂O₃/TiO₂）和Sn掺杂的α-Fe₂O₃纳米棒（Sn-Fe₂O₃）作为对比。经过优化后的结果表明:E-Sn-Fe₂O₃/TiO₂和S-Sn-Fe₂O₃/TiO₂光电极的PEC性能都显著高于Sn-Fe₂O₃光电极,这是由于700oC煅烧下,TiO₂与Sn-Fe₂O₃光电极形成异质结同时引入了Ti⁴⁺。与表面覆盖TiO₂到α-Fe₂O₃的光电极相比,TiO₂嵌入到α-Fe₂O₃中不仅提高了α-Fe₂O₃和TiO₂之间的界面接触,同时提高了光的捕获能力,并且对于E-Sn-Fe₂O₃/TiO₂光电极,{001}面暴露的TiO₂不仅促进了电荷转移和传输,而且提高了光电化学分解水的能力。（3）用简单的机械混合法制备得到了具有可见光活性的Ti₃C₂T_X/g-C₃N₄复合半导体光催化剂,探究了不同的Ti₃C₂T_X含量对g-C₃N₄的影响。测试结果表明:Ti₃C₂T_X与g-C₃N₄的质量比为3:10时,光催化产氢的活性达到最优,为829.2μmol/g/h,显著高于纯的g-C₃N₄。