能源危机一直是人口增长和工业化的巨大挑战。所以,迫切需要可持续的清洁能源。利用太阳能通过光催化水分解产生氢是最有前途的方法之一。半导体光催化剂的电子和空穴分离效率较低,导致光催化活性差。稀土化合物作为助催化剂可以提供活性位点,并有效地提高光生电子-空穴的分离效率,从而提高光催化活性。1.通过微波法制备的Ce/CoWO₄复合催化剂具有良好的光催化制氢性能。可见光（≥420nm）下,10%Ce/CoWO₄光催化剂的最佳产氢量为200.89μmol,是CoWO₄的3倍。由电化学和PL得知,CeO₂不仅可以快速捕获来自CoWO₄吸收光子激发的电子以提高电荷分离效率,而且可以促进H⁺还原为H₂。与CoWO₄相比,Ce/CoWO₄的比表面积更大,可以吸附更多的染料,从而提高光催化活性。2.通过浸渍法成功制备了Sm₂MoO₆/Ni（OH）₂光催化剂。以曙红为敏化剂,三乙醇胺剂为牺牲剂,用于高效光催化制氢。将Sm₂MoO₆负载到Ni（OH）₂表面,其光催化活性(2407.48μmol·g^-1·h^-1)是Ni（OH）₂(925.36μmol·g^-1·h^-1)的2.6倍,是Sm₂MoO₆（169.36μmol·g-1·h-1）的14.2倍。从一系列表征来看,Sm₂MoO₆是一种有效的助催化剂,可改善光生电荷的分离和电子转移的效率。大的比表面积是高效催化剂的主要要求,并且该催化剂与增敏剂和牺牲剂充分接触以提高光催化活性。3.将二维纳米片Sm₂MoO₆负载到三维块状NiS上形成榴莲状2D/3D异质结光催化剂,并研究了其光催化活性。最佳复合催化剂的光催化活性是NiS的8.3倍,是Sm₂MoO₆的186.7倍。光催化活性的提高得益于:一方面,将二维纳米片负载到三维结构上,有效地防止了由于高表面能和层间范德华吸引力引起的堆叠问题。扩大催化剂的比表面积以提供更多的活性位,这促进催化剂与敏化剂和牺牲剂的接触。另一方面,Sm₂MoO₆作为稀土助催化剂,可以降低表面反应所需的活化能,并且可以提高电子-空穴分离能力。4.由红磷和硝酸钴通过水热合成Co₂P,以提高MoS₂的光催化活性。将Co₂P负载到MoS₂表面,光催化活性(9.15mmolg^-1h^-1)是MoS₂(3.14mmolg^-1h^-1)的三倍,是Co₂P(4.60mmolg^-1h^-1)的两倍。通过荧光和电化学,表明该复合光催化剂提高了光生电荷分离的效率。由BET得知,复合催化剂的比表面积更大,可以提供更多的活性位点。