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利用太阳光将水转化成氢气是一种有效的制氢手段。形成异质结构,负载助催化剂能够有效地提升其光催化产氢的性能。然而在异质结构中仍旧存在着许多问题。例如:光生载流子在到达物质表面之前就结合在一起;助催化剂的随机分布导致光生载流子的无序流动,从而增加了电子与空穴的复合概率。近年来,科学家们开发了一种先进的光催化制氢策略,构筑具有异质结构和产氢/产氧双助催化剂的中空催化剂。然而,目前在设计合成这种催化剂还存在着许多的问题,如:其封闭的空心球结构会导致扩散阻力增加;贵金属Pt作为电子捕获剂,价格高昂,限制了其实际的应用;除此之外,利用化学沉积法负载的助催化剂会随机地负载在催化剂的内表层与外表层,光生载流子的无序流动增加其复合机率,从而影响其光催化活性。因此设计合成具有开放端口和空间分离结构的非贵金属催化剂显得尤为重要。本论文主要的研究内容如下:1.以水热法合成的ZnO纳米棒为前驱物,利用自模板策略和阴离子交换策略,合成了具有开放端口的ZnS@CdS中空多孔双层异质催化剂。这种开放的端口有利于减少传质阻力,中空多孔的结构有利于增强光的吸收,而其较大的比表面积使其拥有着较多的催化活性位点,而自模板法合成的这种薄的异质结构使得光生电子和空穴能够定向迁移以提升其光催化制氢性能。2.以ZnS@CdS双层中空纳米管为前驱物,利用原位光沉积单质Ni和CoOx的方法合成了CoOx/ZnS@CdS/Ni多孔纳米管。表征结果表明Ni和CoOx分别负载在ZnS@CdS多孔纳米管的外表面和内表面,证实了ZnS@CdS多孔纳米管的内外表面分别具有氧化和还原位点。此外,薄的异质结构和具有空间分离结构的双助催化剂加强了光生载流子的定向迁移,从而极大地提升了其光催化制氢活性（约为ZnS@CdS多孔纳米管产氢速率的1.8倍,CdS多孔纳米管产氢速率的13.5倍）。另外,这种方法还可以拓展至合成其他有着氧化还原活性位点的中空多孔催化剂。当用NaHSe替代反应中所用到的Na2S时,我们成功制备了CoOx/ZnSe@CdSe/Ni多孔纳米管,且其具有提高的光催化制氢活性。基于此,证实了这种硬模板法合成具有异质结构的中空多孔催化剂、定向光沉积具有空间分离结构的双助催化剂的普适性。除此之外,这种结构的催化剂今后也许能应用在光催化或者光电催化的其他领域内。