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环境污染的控制和治理是目前人类面临和亟待解决的一大难题,寻找新的洁净能源和有效治理环境的技术已刻不容缓。半导体光催化技术为我们提供了一种直接转化太阳能和高效治理环境污染的重要方法。然而,尽管已发现许多具有光催化产氢能力的催化剂,但它们的能量转换率非常低,且产氢量很小,很不实用。为了获得催化产氢效率更高的催化剂,本文主要研究了硫化镉基光催化材料的合成及光解水产氢性能。CdS纳米棒和ZnCdS纳米粒子作为光催化剂,其较窄的禁带宽度使得电子空穴易于重新复合,光稳定性相对来说较差,在长时间的光照反应下极易发生光腐蚀的现象,基于这些弊端,我们通过复合的手段对光催化剂进行改性。在助催化剂的选择上,贵金属材料虽然性能好,但是资源短缺,价铬昂贵等因素使得其不实用。经过实验证明,氧化物WO3、碳化物Mo2C、双金属氮化物Ni2Mo3N、硼化物NiB、过渡金属铁和硫化物MoS2不仅制备成本低廉,而且作为助催化剂能够达到优于贵金属的产氢效果。由此,我们成功制备了W03/ZnCdS,Mo2C/ZnCdS,Ni2Mo3N/ZnCdS,NiB/ZnCdS,Fe/CdS,MoS2/CdS六种光解水产氢性能良好的复合型光催化剂。本实验中主要采用了水热合成和程序升温两种制备方法,过程简便低耗,对人体与环境无害。通过X射线粉末衍射(XRD),扫描/透射电子显微镜(SEM/TEM),X光电子能谱(XPS),紫外可见吸收光谱(UV-Vis)表征对各个催化剂的表面形态、光学性质进行了研究。探究了不同含量的助催化剂对主催化剂ZnCdS或CdS光催化活性的影响,其中35 wt.%W03/ZnCdS、12 wt.%Mo2C/ZnCdS、15 wt.%Ni2Mo3N/ZnCdS、15 wt.%NiB/ZnCdS、30 wt.%Fe/CdS、30 wt.%MoS2/CdS的产氢活性最好,其产氢量分别为98.68、55.43、53.65、77.63、327.85、244.44 umol/mg。利用荧光发致光谱(PL)、交流阻抗谱图和光电流测试对复合光催化剂的机理进行探究。当催化剂在光照条件下受到足够多的光量子激发时,电子发生跃迁,从价带转移至导带,光生空穴则聚集在更负的价带上。而助催化剂可以作为电子授体,接收传递电子,使得硫化镉基光催化材料贡献出的电子能够快速传递出来与H20发生还原反应而产生氢气,同时体系中的空穴牺牲剂L-乳酸消耗电子生成丙酮酸和氢气。这都能使催化剂内部的光生电子-空穴对有效分离,达到优良的光催化性能。