在消费不断增加、化石燃料资源有限的背景下,能源紧张和环境恶化已成为人类亟需解决的问题。遵循可持续发展的环保理念,人们利用光催化技术将太阳能转化为化学能,以促进科学生产和提高生活质量。氢气因其能量密度高、清洁环保,被认为是可代替化石燃料的理想能源。太阳能光催化分解水制氢技术为太阳能和氢能的转换提供了途径,一举两得。迄今为止,许多硫化物基半导体因其合适的带边位置和良好的可见光响应度被报道可用于光催化制氢。ZnxCd1-xS固溶体光催化剂因对可见光响应良好且具有优越的光催化制氢性而被人们广泛研究。本学位论文通过溶剂热法制备了一系列ZnxCd1-xS固溶体,通过调整锌与镉的比例确定了最佳组分为Zn0.2Cd0.8S。然后通过构建异质结及负载助催化剂对所制备的Zn0.2Cd0.8S固溶体进行改性,通过不同合成方法制备了Cu7S4/Zn0.2Cd0.8S,Mo2C/Zn0.2Cd0.8S、MoSe2/Zn0.2Cd0.8S等复合光催化剂材料,通过各种表征手段对其结晶度、形貌、结合状态和光电化学性能,光催化制氢性能、光化学稳定性能、光催化制氢机理等进行了测试、分析和讨论。具体如下:（1）Cu7S4/Zn0.2Cd0.8S复合光催化剂首先通过溶剂热法制备一系列ZnxCd1-xS（0≤x≤1）固溶体光催化剂。通过光催化制氢活性测试确定出最优比例为Zn0.2Cd0.8S。然后以Zn0.2Cd0.8S为催化剂,探究了不同牺牲试剂浓度对制氢活性的影响,确定了光催化制氢实验的最佳牺牲试剂浓度为0.25 mol/L Na2S和0.2 mol/L Na2SO3。通过沉淀法制备了p型半导体Cu7S4,进一步通过超声辅助水热法将n型半导体Zn0.2Cd0.8S与p型半导体Cu7S4形成p-n异质结,异质结的存在使光生电子可在两半导体之间定向移动。进一步探究了Cu7S4和Zn0.2Cd0.8S不同质量比例的Cu7S4/Zn0.2Cd0.8S复合材料的制氢性能,其中9 wt.%Cu7S4/Zn0.2Cd0.8S复合材料的制氢速率为2568μmol·g-1·h-1,是相同实验条件下Zn0.2Cd0.8S的4.5倍,是Cu7S4和Zn0.2Cd0.8S机械混合材料的3.2倍。经肖特基曲线和光电性能可知,p-n异质结在两半导体之间形成的内建电场有利于驱动光生电子的定向转移,有效降低了光生载流子的复合,提高了整体的光催化活性。（2）Mo2C/Zn0.2Cd0.8S复合光催化剂首先通过溶剂热法和高温煅烧法分别制备了Zn0.2Cd0.8S固溶体和Mo2C纳米片,然后通过充分研磨和低温煅烧法制备了Mo2C/Zn0.2Cd0.8S复合光催化剂材料。进一步探究了Mo2C和Zn0.2Cd0.8S不同质量比例的Mo2C/Zn0.2Cd0.8S复合材料的制氢性能,其中Mo2C占总质量的9 wt.%时的Mo2C-9/Zn0.2Cd0.8S复合材料的制氢速率为1974μmol·g-1·h-1,是相同实验条件下Zn0.2Cd0.8S的3.5倍,是Mo2C和Zn0.2Cd0.8S机械混合材料的2.7倍,是Pt/Zn0.2Cd0.8S的1.6倍。由于Mo2C的费米能级较低,当其与Zn0.2Cd0.8S结合后,为了达到复合材料中费米能级的平衡,Zn0.2Cd0.8S导带的电子会不断地迁移至Mo2C,而两者之间紧密接触的界面了有利于这一过程,到达Mo2C表面的电子会立即与Mo2C捕获的质子发生反应生成氢气,而Zn0.2Cd0.8S价带的空穴会被牺牲试剂消耗,这实现了光生载流子的有效分离,光催化制氢活性得以增强。（3）MoSe2/Zn0.2Cd0.8S复合光催化剂首先通过溶剂热法制备了Zn0.2Cd0.8S固溶体,然后在制备MoSe2的过程中加入Zn0.2Cd0.8S固溶体,二次水热的剧烈反应可使三维MoSe2纳米微球生长在棒状Zn0.2Cd0.8S表面,二者之间由水热反应形成的异质结为光生电子从Zn0.2Cd0.8S转移到三维MoSe2纳米微球的表面提供了有效路径,促进了光生载流子的分离。表面高度活化的三维MoSe2纳米颗粒为光催化制氢提供了更多的反应活性位点。进一步探究了MoSe2和Zn0.2Cd0.8S不同质量比例的MoSe2/Zn0.2Cd0.8S复合材料的制氢性能,其中MoSe2占总质量的12 wt.%时的MoSe2-12/Zn0.2Cd0.8S复合材料的制氢速率为3065μmol·g-1·h-1,是相同实验条件下Zn0.2Cd0.8S的5.4倍,是MoSe2和Zn0.2Cd0.8S机械混合材料的3.5倍,是Pt/Zn0.2Cd0.8S的2.8倍。黑色的三维MoSe2纳米微球不仅提高了复合材料对可见光的吸收,并且小颗粒的助催化剂与主催化剂接触时界面间的能垒更低,有利于光生电子在异质结界面处的转移。