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BiVO4光阳极材料具备可见光催化分解水的能力，并且具有环境友好、化学性质稳定等特点，被人们认为是最具有前景的光阳极材料。然而，光生载流子易复合、水氧化动力学较慢以及对太阳光谱利用率较低等不足限制了其光电催化分解水的效率。为了解决这些问题，各国学者开展了大量工作，主要包括金属或者非金属离子掺杂，材料纳米结构化，负载产氧催化剂以及利用金属纳米材料SPR效应等等。本文的工作利用Pd纳米材料的SPR效应，提高BiVO4在可见光区间的分解水性能，并将其光响应拓展到近红外区。此外，对Pd纳米颗粒/BiVO4光阳极进行Mo离子掺杂，研究Mo离子的作用，进一步提高复合光阳极材料的分解水能力。论文主要工作包括以下三个部分: 1.采用电沉积的方法在FTO上制备了单斜相的BiVO4光阳极薄膜材料，结合SEM和UV-Vis分析手段，可以明确该BiVO4薄膜是由众多BiVO4颗粒组成，经计算得出其禁带宽度为2.5eV，具备吸收部分可见光的能力。对比不同沉积时间的BiVO4光阳极材料的光电流响应，发现电沉积时间220秒的BiVO4光阳极材料获得最大的光电流响应。在金属纳米材料制备方面，我们采用CO还原的方法，通过对合成条件的控制，分别合成了Pd纳米颗粒和纳米棒，通过UV-Vis光谱和TEM图片分析，Pd纳米材料的形貌很大程度了决定了其表面等离子共振的特征，其中Pd纳米颗粒的SPR吸收峰位于573nm，而Pd纳米棒的SPR吸收峰位于900nm。 2.通过电泳在BiVO4光阳极表面修饰少量的Pd纳米材料，进行SEM图片和EDX元素分析，确定Pd纳米材料均匀地分散于BiVO4光阳极表面。与BiVO4光阳极相比，Pd纳米颗粒/BiVO4光阳极在模拟太阳光下的光电催化分解水性能显著提高。对Pd纳米颗粒/BiVO4光阳极进行单色光下的测试，其光电流增强的倍数与Pd纳米颗粒SPR吸收光谱的趋势类似，另一方面，Pd纳米棒/BiVO4光阳极在近红外区的光电流响应明显提高。重要的是，Pd纳米颗粒和纳米棒共修饰的BiVO4光阳极的光电流响应在可见光和近红外光区都获得增强。通过FDTD模拟Pd与BiVO4界面的电场强度，发现在光照条件下，Pd纳米结构材料表面的电场强度表现出几个数量级地增大，表明Pd表面存在大量的热电子。综上，基于一系列的光电化学表征和FDTD模拟计算，Pd纳米颗粒和纳米棒的SPR效应分别提高了BiVO4光阳极在可见光区和近红外光区的光电催化分解水性能，同时我们认为热电子注入其增强的机制。 3.通过对Mo∶BiVO4进行XRD、XPS和Raman分析，确定Mo离子替代V的位置进入BiVO4晶格，形成Mo离子掺杂BiVO4材料。通过在Mo∶BiVO4表面修饰Pd纳米颗粒，获得了Pd纳米颗粒/Mo∶BiVO4光电极，相对于Pd纳米颗粒/BiVO4光电极，其在模拟太阳光下的分解水性能有进一步提高。此工作表明，通过金属纳米结构材料SPR效应，在金属与半导体界面产生大量载流子，并利用金属离子掺杂提高载流子的迁移速率，是提高半导体分解水性能的可行思路和有效方法。