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太阳能光电化学池（PEC）分解水制氢做为一种新型的制氢方法，具有清洁安全以及可循环利用的优点。氧化锌（ZnO）因其来源广泛、制备方法简易、价廉无毒，备受关注。然而，ZnO的禁带宽度为3.37eV，其光吸收范围限制在紫外光区（仅占地表太阳辐射总能量的3%），除此之外，ZnO的光生电子-空穴对复合速率较快，导致ZnO作为光电阳极材料难以高效利用太阳光，其光电效率较低。一维纳米结构的ZnO材料相比于ZnO纳米颗粒催化剂具有更优良的电荷传输性能，而一维有序的ZnO纳米铅笔（ZnO NP）阵列在ZnO纳米棒（ZnO NR）阵列的基础上又拥有更大的比表面积及优越的光电催化活性。本论文以ZnO纳米材料为基础，成功的采用改变形貌及贵金属纳米粒子修饰等手段扩展了光响应范围，使其具有优越的可见光活性。通过三步液相化学合成的方法制备了一维有序的ZnO纳米铅笔阵列结构，并将其作为阳极应用于PEC光解水制氢中。电流-电压特性研究表明，ZnO纳米铅笔阵列的PEC活性相比于ZnO纳米棒阵列有显著增强。ZnO纳米铅笔阵列的光电流密度是ZnO纳米棒阵列的近2倍，在375nm处的入射光量子转化效率（IPCE）达到了19.0%，太阳能转化为氢能（STH）的效率在较低的偏压下可以达到~0.1%，比ZnO纳米棒提升了近3倍，这些结果都证明ZnO纳米铅笔阵列具有更好的光催化活性。通过光还原的方法成功的制备了可见光响应的Au纳米粒子修饰的ZnO NP，Au纳米粒子的直径约为15nm。由于Au纳米粒子的表面等离子共振效应，Au-ZnO NP复合材料的可见光吸收性能得到了显著的增强，其紫外可见光谱在520nm处出现了Au纳米粒子的特征吸收峰。在Au-ZnO NP复合材料的光电流-电压特性测试中，Au-ZnO NP的光电流密度相比于ZnO NP和ZnO NR都有了显著增强。Au-ZnO NP光电阳极在模拟太阳光（AM1.5G，100mW/cm2）的照射下，在1.0V vs Ag/AgCl（pH=6.8）时，光电流密度可以达到1.5mA/cm2。在可见光条件下（>420nm），Au-ZnO NP的光电流密度在0.8V vs. Ag/AgCl时可以达到约0.15mA/cm2，而ZnO NP的光电流密度则几乎为0，这一结果证明，Au纳米粒子修饰能够使ZnO NP在可见光区具有很好的光催化活性。