传统化石能源推动人类经济发展的同时对生活环境和人类的健康带来了巨大的挑战,寻找可再生清洁能源成为全世界科学家经久不衰的研究话题。围绕最丰富的再生能源太阳能开展的光电化学电池和光催化产氢、降解等为新能源和环境的保护提供了可能。其中光阳极材料的选择起着决定性的作用,TiO2因其化学稳定性高、结构可控、较强的电子传输能力和经济效益高等优点成为半导体工业最具研究价值的光电材料。本文详细研究了氧化钛及其复合半导体材料光电及其光催化性能,并进行了一系列的测试与表征。具体内容如下:（1）采用水热法在FTO衬底上垂直生长了两种TiO2纳米棒。通过测量表明,制备的TiO2凸起结构具有较大的电化学比表面积,电荷转移电阻小。因此,作为PEC光阳极,TiO2纳米棒在光源下,其自供电光电流能达到0.373 mA/cm2,这一结果比报道的一步法得到的结果大。增强的光电流可归因于其特殊结构,该结构可增强TiO2纳米棒的光生电子空穴分离效率。（2）采用维生素C介导方法再在管式炉400℃氩气氛围下煅烧4 h得到TiO2@C/MoSx异质结。高度分散的MoSx纳米点在可见光区域的光吸收显著增强,极大的抑制了光生电子-空穴对的复合速率,从而增强了光催化降解的活性。TiO2@C/MoSx（0.7 wt%）样品降解罗丹明B的速率是纯TiO2的5倍,为光催化降解污染物提供了有效途径。（3）采用水热法将MoS2上清液加入到锐钛矿型TiO2生长液中一种新型TiO2/MoS2异质结制备法。XRD、拉曼光谱等测试证明了异质结的成功制备,MoS2催化剂暴露更多的不饱和S原子是关键的产氢活性位点,促进H+的还原反应。制备的TiO2/MoS2（0.05 mL）具有最高的吸氢速率为6.2 mmol g-1 h-1,该方法制备简单廉价为光催化产氢提供了广阔的应用前景。