开发和利用清洁可再生能源是解决能源危机和环境污染两大难题的关键。氢能因燃烧热值高、能量密度大和清洁无污染等优点而被视为21世纪最具发展潜力的绿色能源。半导体光催化分解水产氢技术是将太阳能转化为氢能的一种有效手段,匹配现代工业需求和可持续发展理念,被视为最理想的氢能开发途径。该技术的核心是半导体光催化剂的选取,但目前开发的绝大多数半导体光催化剂存在光吸收范围窄、光生载流子复合率高和量子产率低等问题。MnxCd1-xS固溶体对可见光响应,且其禁带宽度和能带电位可调,在光催化产氢技术领域备受关注。针对单一 MnxCd1-xS固溶体的光生载流子分离效率不高及产氢效率低等问题,本研究通过形貌调控合成了具有椰菜状纳米球形貌的MnxCd1-xS固溶体,并通过助催化剂修饰手段将Ni2P和ReS2分别负载在MnxCd1-xS的表面,从而制备了 Ni2P/Mn0.2Cd0.8S和ReS2/Mn0.2Cd0.8S两种复合光催化剂,以期提升光生电荷的分离效率并为产氢反应提供充足的活性位点,从而改善MnxCd1-xS的光催化产氢性能。在相关研究中,对材料进行了详尽的表征,评价了其光催化产氢活性,探讨了其光生电荷分离机制和光催化产氢机理。具体工作如下:1.采用简单的水热法制备了一系列具有椰菜状纳米球形貌的MnxCd1-xS固溶体,研究了 MnxCd1-xS固溶体的Mn/Cd比例对其光催化产氢活性的影响。结果表明,Mn0.2Cd0.8S的光催化产氢性能最好,产氢速率为1.71 mmol g-1h-1,约为CdS的4倍。2.以产氢活性最高的Mn0.2Cd0.8S固溶体为基质,通过简易的水热法将Ni2P助催化剂原位负载到Mn0.2Cd0.8S的表面,获得了新颖的Ni2P/Mn0.2Cd0.8S复合光催化剂,评价了其在可见光（λ≥420 nm）下的产氢性能。结果证实,椰菜状Mn0.2Cd0.8S纳米球负载不同量Ni2P纳米颗粒后的产氢性能得以显著增强,其中,3 wt%Ni2P/Mn0.2Cd0.8S复合材料具有最高的产氢速率（14.20 mmol g-1 h-1）,是单纯 Mn0.2Cd0.8S 纳米球的 8.3 倍,而且比负载 Ni、Ni2S、Ni（OH）2、NiB、NiSe2 等助催化剂的产氢活性都要高。通过光电化学分析表明,Ni2P作为助催化剂既有利于促进光生电荷的分离,又可为产氢反应提供充足的活性位点,从而提升了复合材料的产氢活性。3.以产氢活性最高的Mn0.2Cd0.8S固溶体为基质,通过简易的水热法将ReS2助催化剂原位负载到Mn0.2Cd0.8S的表面,获得了新颖的ReS2/Mn0.2Cd0.8S复合光催化剂,评价了其在可见光（λ≥S420nm）下的产氢性能。结果证实,5 wt%ReS2/Mn0.2Cd0.8S复合材料具有最高的产氢速率（17.31 mmol g-1 h-1）,约为纯Mn0 2Cd0.8S纳米球的10倍。复合光催化剂显著增强的产氢活性归因于ReS2助催化剂的修饰作用,将具有二维层状结构的ReS2纳米片负载到椰菜状Mn0.2Cd0.8S纳米球的表面,既能增强光吸收能力,又能促进光生电荷的分离,而且可为产氢反应提供充足的活性位点,从而大幅提升了 Mn0.2Cd0.8S纳米球的光催化产氢性能。