硫化镉(CdS)基复合材料由于可见光响应好,催化效率高,成本低廉等优点在光催化领域展现出极高的应用潜力。本论文主要利用溶剂热法等方法合成了一系列CdS基复合材料并探讨了其光催化产氢的性能及光催化反应机理。由于禁带宽度改变,催化活性位点数量增加等因素共同影响,通过控制CdS基复合材料形貌,与其他材料构筑异质结构,形成固溶体等方法对光催化剂进行改性过后,其光催化产氢性能有了明显提高。具体研究内容如下:不同结构的二硫化钼(MoS2)负载的CdS纳米棒与还原氧化石墨烯(rGO)异质结构的合成及其光催化性能研究:通过溶剂热法和超声法构筑了不同结构的MoS2(2H-MoS2,1T-MoS2及无定型MoS2)负载的CdS纳米棒与rGO异质结构并将其应用于光催化产氢。通过一系列表征,异质结构具有两种光催化反应通道并且光催化产氢性能得到明显提高。异质结构中,XPS结果显示不同结构的MoS2作为助催化剂为光催化产氢提供不同种类的反应活性位点,rGO的加入则改善了载流子运输。通过比较三种异质结构说明,合适的能带结构,高活性反应位点,改善电子空穴的分离与运输对光催化活性的提升有明显影响。含有丰富空位的MoSexS2-x负载的MnyCd1-y S纳米棒的合成及其光催化性能研究:通过溶剂热法合成了MnCdS固溶体,并使用MnyCd1-yS纳米棒作为基体,通过水热法在表面生长了含有丰富空位的MoSex S2-x。结果表明,MnCdS固溶体的形成改变了材料的吸收带边并降低了电荷转移电阻,样品的光催化活性得到明显提升,其产氢速度最高达1.07mmol/g/h,是纯的CdS的3.24倍。同时负载含有丰富空位的MoSexS2-x作为助催化剂增加了活性位点数量,光生电子空穴得到有效分离,XPS结果显示空位的引入使得MoSexS2-x中高价态Mo数量大大增加并引入了氧缺陷,这使得光催化产氢性能的到有效提升,其产氢速度最高达12.46mmol/g/h,是纯的MnCdS固溶体的11.64倍。ZnCdS纳米管的合成及其光催化性能研究:使用ZnO纳米棒作为模板,通过水浴沉积法和水热法得到不同形貌的ZnO@ZnCdS纳米棒,并通过NaOH刻蚀得到ZnCdS纳米管。分别通过水浴沉积法和水热法合成的ZnCdS纳米管的形貌,Cd/Zn摩尔比均有明显差异,这使得其在能带结构和光催化产氢性能方面具有明显差异。结果表明,水浴沉积法合成的ZnCdS纳米管在光催化过程中具有更高的载流子浓度且电荷转移电阻较小,这使得其具有更好的光催化产氢性能,其产氢速度为90.87μmol/g/h。