随着工业化的发展,环境污染和能源危机已成为制约人类可持续发展的两大主要难题。为此,寻求制备清洁能源的新方法是解决问题的关键。氢能由于其热值高以及产物无污染等诸多特点被认为是最理想的传统化石燃料的代替品。利用太阳能获取氢气近年来受到了广泛关注。钒酸铋（Bi VO₄）具有较窄的禁带宽度（E_g=2.4 e V）、廉价易得和储量丰富等优点,是一种很有前景的半导体光催化材料。然而Bi VO₄材料也存在着导电性差、空穴扩散距离短、表面产氧动力学过程缓慢等不利因素,限制了其光催化制氢的效率。本学位论文通过将Au纳米颗粒在Bi VO₄薄膜的内部植入以及负载Co-Pi、Ni Fe LDH等催化剂对Bi VO₄光阳极进行改性,以求揭示纳米Au在调控Bi VO₄薄膜吸光、“热电子”转移等方面的物理机制以及Co-Pi、Ni Fe LDH等析氧助催化剂在加速光阳极水氧化动力学方面的主要机理,具体内容如下:1、通过等离子体溅射和空气退火等技术成功地将金（Au）纳米颗粒植入到Bi VO₄薄膜的内部,形成Au颗粒均匀分散的Bi VO₄薄膜。实验表明,Au NPs/Bi VO₄光阳极在1.23 V vs.RHE时产生的光电流密度为1.18 m A cm^-2,是Bi VO₄的3.1倍。Au NPs/Bi VO₄光电化学性能改善一方面源于纳米Au颗粒的局域表面等离子体共振效应提高了Bi VO₄对可见光的吸收。另一方面,由于纳米Au颗粒的内部植入,Bi VO₄薄膜中直接的“热电子”转移速度加快,电荷分离效率提高。当Au NPs/Bi VO₄光阳极表面修饰Co-Pi时,样品的光电流密度再次提升到1.65 m A cm^-2（1.23 V vs.RHE）,表明Co-Pi作为助催化剂可以加快Au NPs/Bi VO₄光阳极表面的水氧化动力学过程进行。2、采用电沉积和空气退火相结合制备了Mo元素掺杂的Bi VO₄薄膜,研究片状水滑石Ni Fe LDH助催化剂负载对Mo-Bi VO₄薄膜光电化学性能的改性条件。通过对比样品在1.23 V vs.RHE电压下的光电流发现,Ni Fe LDH@Mo-Bi VO₄光电阳极的光电流达到1.72 m A cm^-2,远高于Mo-Bi VO₄薄膜(0.57 m A cm^-2)。同时产生光电流的起始电位与Mo-Bi VO₄相比,Ni Fe LDH@Mo-Bi VO₄负移～0.2V。电化学阻抗分析表明,片状Ni Fe LDH助催化剂修饰起到了抑制Mo-Bi VO₄薄膜表面态和推动表面水氧化动力学过程进行的双重功能,显著地提高了Bi VO₄光阳极薄膜的光电化学性能。