为了实现高效的太阳能转化,在光催化制氢过程中有效利用全光谱的太阳光是一个巨大的探索难题。为了探究这一难题,本论文选取Cd S作为主催化剂,探究不同种类可以扩大光吸收范围的助催化剂,对复合体系进行全光谱光催化制氢机理分析。首先,通过Cd S与具有局部表面等离子共振效应（LSPR）的CsxWO3复合来获得全光谱光催化析氢的能力。实验中制备的CsxWO3/Cd S复合催化剂在全谱光下表现出最佳的光催化效率为2648μmol?g-1h-1,在可见光下（λ＞420 nm）光催化活性为708μmol g-1h-1,这是10倍于纯Cd S纳米颗粒的光催化活性。近红外光谱（λ＞800 nm）下的光催化活性为16μmol?g-1h-1。通过对光催化机理的分析得出析氢活性的提升归因于Z型异质结的构造和CsxWO3的LSPR提升光吸收能力的共同作用。这项工作提出了一种新颖的Z型异质结构,用于构建高效的全光谱光催化剂,实现了扩大光吸收范围和提高光催化活性的目标。其次,本论文中以n型半导体Cd S为基底,并通过与具有LSPR和光热效应的p型半导体Cu Se复合设计了一种新型的p-n异质结。与Cd S相比,Cu Se/Cd S复合催化剂在全光谱范围内具有出色的光吸收能力,并且在光热效应方面有巨大的提高。Cu Se/Cd S复合催化剂的最佳析氢活性为1402μmol?g-1h-1,是可见光照射（＞420 nm）下Cd S的10.5倍,并且在λ＞520 nm的光下具有约297μmol?g-1h-1的制氢性能。在波长大于780 nm的近红外光下,Cu Se/Cd S复合催化剂的氢气产生量约为16μmol?g-1h-1。在Cu Se光热效应的作用下,Cu Se/Cd S复合催化剂在可见光照射后的温度比Cd S提高了61.9%。这项工作提出了一种新颖的p-n异质结,用于功能性设计Cd S,从而实现了全光谱范围内的光催化制氢。最后,本论文选择了禁带宽度为1.47 e V的Bi2Se3纳米片与Cd S复合成异质结。利用Bi2Se3窄带隙带来的更广的光吸收范围,改善Cd S在可见光范围内的光吸收能力。从TEM图可以看出,实验制备的Bi2Se3整体形貌呈现出分层的超薄的片状结构,并且其表面光滑且平整。Bi2Se3/Cd S异质结在可见光照射（＞420 nm）表现出最佳的析氢活性为424μmol h-1g-1,是相同条件下Cd S的3.2倍,而在λ＞520 nm光照时,其析氢活性为75μmol h-1g-1,是Cd S在相同情况下的12.5倍。在λ＞420 nm的光照后,Cd S、BSCS2和Bi2Se3的温度分别为118℃、187℃和189℃,Bi2Se3出色的光热效应显着提高了复合催化剂的温度。这项工作改善光生电子和空穴快速复合的同时,使复合催化剂获得了出色的光热温度,光催化析氢活性得到了有效提高。