随着近年来对能源的过度消耗,氢能源作为一种可替代传统能源的绿色可再生资源受到广泛关注。应用光催化技术实现油气田中有毒气体硫化氢（H2S）的转化是得到氢气（H2）的理想手段之一。其中光催化剂在光催化分解H2S生成H2的过程中有着至关重要的作用。锐钛矿（Anatase）作为传统的光催化剂,具有高稳定性、无毒无害、成本低等特点,其中{001}晶面由于较高的表面能和特殊的表面原子配位使得该晶面具有比其他晶面更好的催化性能。然而由于材料自身带隙较宽（3.2 eV）和光生载流子复合率较高等问题,致使锐钛矿{001}光催化产氢活性较低。为解决上述问题,本文通过掺杂和构建复合物两种手段改性TiO2{001}（TO）,提高光催化材料的产氢效率并得到以下结论。（1）通过第一性原理计算发现,氧空位的引入能明显缩短带隙,有利于材料对光的吸收,明显降低H2S及其解离片段吸附能。同时,H2S分解的反应势垒表示,H2S在缺陷面上分解所需势垒更低。更重要的是,H2S在完整面上分解的决速步为H2的生成,而在缺陷面上的速控步为H-S-H的分解,这表明氧空位能够影响H2S分解产物的选择性并促进H2形成。活性测试证明了掺杂氧空位能增强TO的光催化产H2活性,TOV3的最佳产H2活性为95.25 μmol g-1 h-1,比纯相TO的产H2活性（24.11μmol g-1 h-1）提高了4.4倍。并且在三轮循环活性实验和10 h长时间活性测试中表现出较强的稳定性。XRD和TEM表示氧空位的加入对材料的结构和形貌没有影响,紫外和荧光表示氧空位的加入能促进光吸收并会降低光生载流子复合率,差分电荷表明氧空位能有效促进界面电荷传输,最终取得较好的光催化分解H2S产氢活性。（2）通过第一性原理计算发现MoS2/TiO2复合物（TM）（1.54 eV）拥有比TO（2.77 eV）更窄的带隙,有利于材料对光的吸收及利用。态密度图（DOS）表明Mo与O在价带顶端相同势能处有重叠,证明MoS2与TiO2{001}间有着明显的相互作用,界面处有电荷传输。与此同时,X射线光电子能谱（XPS）表明TM2中有MoS2的存在且有电子从TO转移到了 MoS2。差分电荷证明复合材料界面处的电子转移量为0.10 e且转移方向为TiO2到MoS2。界面电子迁移机制表明复合材料能有效延长电子寿命并增加电子参与反应的几率,为分解H2S产氢提供了保障。使用两步水热法将MoS2与TO进行复合,利用XRD对复合材料的物相进行分析发现复合材料与TO的特征衍射峰一致。透射电子显微镜（TEM）对TM 2进行元素分布测试,发现Mo,S均匀分布,证明了 Mo,S元素已成功负载在TO上。紫外可见吸收光谱（UV-Vis）显示的MoS2加入将材料的光响应范围拓宽到了可见光区域,且荧光（PL）结果显示形成的复合材料能够大大降低光生电子和空穴的复合率,最后实现高效的光催化产H2活性。其中,TM2表现出最好的的光催化H2S产氢活性,其平均产氢速率为201.84μmolg-1 h-1,与改性前相比活性提高了约9.4倍。本文探究了不同改性方法改性TiO2 {001}对光催化分解H2S产H2的影响,通过理论计算探究了改性前后材料的电子性质和对H2S的吸附及解离的影响。在此基础上进行了光催化产H2实验验证催化剂产氢性能。然后对改性前后材料的结构、形貌与光催化活性机理做了充分研究,可为相关方向的研究提供一定的参考。