化石能源的开采和燃烧带来的环境问题日益严重,氢能源的出现恰好可以解决化石能源的开采和燃烧问题。将半导体材料作为光催化剂制氢是实现太阳能转化为氢能的理想方式之一。半导体材料硫化镉的带隙为2.4e V,而且在可见光波长范围内有良好的光响应特性,其能带结构与水分解相匹配,是一种潜力很大的光解水制氢的催化剂材料。但是硫化镉材料的比表面积较小,而且生成的光生电子和空穴在硫化镉内部易发生复合,这在很大程度上影响了硫化镉的光催化产氢效率,限制了其在光催化领域的应用。为了解决硫化镉催化剂存在的这些问题,本论文设计制备了硫化镉的掺杂与复合催化剂材料,不但增大了光催化剂的比表面积,促进了光生电子和空穴在空间上的快速分离,进而提高光解水产氢的速率。具体研究内容和结论如下:（1）通过溶剂热法和研磨法制备一系列Bi掺杂的硫化镉催化剂,经过计算,通过调节不同原料的添加质量,进而控制Bi的掺杂量。通过光催化产氢实验比较,发现当Bi的摩尔掺杂量为三分之一的时候,掺杂催化剂(Cd2Bi S3.5)的产氢速率可达到544.025μmol/g/h,是Cd S催化剂的2.2倍。使用SEM、DRS、XRD等设备对掺杂催化剂的形貌、成分、物相及光电学能进行表征,结果显示,成功制备了Bi掺杂的催化剂,化学成分和理论计算一致。对这些催化剂的能带间隙进行表征和计算,发现Bi的掺入使得催化剂的禁带宽度逐渐降低,由原来的2.7e V逐步降低为1.2e V,最佳Bi掺杂量的催化剂(Cd2Bi S3.5)的禁带宽度为2.1e V,为窄带隙半导体催化剂材料。对最佳Bi掺杂量的催化剂(Cd2Bi S3.5)进行稳定性实验,该催化剂在5次循环实验后,仍然可以保持稳定的产氢速率。此外,根据实验结果提出了产氢速率提高的光催化反应的机理。（2）通过溶剂热法和研磨法合成了一系列Pb掺杂的硫化镉催化剂,通过添加不同质量的原料来控制Pb的掺杂量。对这些催化剂进行光解水产氢实验,发现当Pb的摩尔掺杂量为50%的时候,掺杂催化剂（Cd Pb S2）的产氢速率最佳,可达到729.341μmol/g/h,是Cd S催化剂的2.9倍。使用SEM、DRS、XRD等设备对掺杂催化剂的形貌、成分、物相及光电学能进行表征,结果显示,成功制备了Pb掺杂的催化剂,其化学成分与理论计算一致。对这一系列催化剂的能带间隙进行表征和计算,发现Pb的掺杂使得催化剂的禁带宽度逐渐降低,由原来的2.7e V逐步降低为0.7e V,产氢性能最佳的Pb掺杂催化剂（Cd Pb S2）的禁带宽度为1.2e V。用最佳Pb掺杂量的催化剂（Cd Pb S2）进行稳定性的测试实验,发现该催化剂在5次循环实验后,仍然可以保持稳定的产氢速率而不降低,表明催化剂的结构和性能较为稳定。（3）合成了g-C3N4/Cd0.6Ni0.4S复合催化剂,第一步通过溶剂热法和研磨法制备一系列Ni掺杂的硫化镉催化剂,对这些催化剂进行光解水产氢实验,发现当Ni的摩尔掺杂量为40%的时候,产氢速率最大,可以达到1110.627μmol/g/h,Cd0.6Ni0.4S催化剂的产氢速率是Cd S催化剂的4.5倍,Cd0.6Ni0.4S催化剂是这三个掺杂系列中产氢性能最好的催化剂。第二步,选择这三个系列中产氢性能最好的催化剂Cd0.6Ni0.4S,让其与g-C3N4进行复合,合成掺杂复合催化剂,经过光解水产氢实验,发现复合之后的掺杂复合催化剂的产氢速率进一步提高,当g-C3N4与Cd0.6Ni0.4S的复合质量比为3:2时,产氢速率达最高,达到2690.193μmol/g/h,是Cd S催化剂的10.8倍。使用BET、SEM、DRS、XRD等设备对掺杂复合催化剂的形貌、成分、物相及光电性能进行表征,结果显示,g-C3N4与Cd0.6Ni0.4S（质量比为3:2）复合之后形成的催化剂比表面积变为45.4m~2/g,是Cd S催化剂的2.9倍,增大的比表面积使得催化剂产生的光生电子和空穴在空间上更容易分离,而元素的掺杂使得催化剂可以产生更多的光生电子和空穴,所以该复合催化剂从两方面提高了产氢速率。最后,根据实验结果提出了产氢速率提高的光催化反应的机理。