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基于直接Z机制的以氧化锌为基的多元复合型光催化剂被设计和合成。首先在原有的间接Z机制的基础上发展了去除中间过渡离子的直接Z机制，并根据直接Z机制设计并用湿化学方法合成了ZnO—CdS异质结构复合型光催化剂。相比较单相的ZnO和CdS，ZnO-CdS表现了更高的光催化分解水制氢效率。而且光激发电子的寿命也极大的延长。在ZnO-CdS基础，进一步发展ZnO-ZnS-CdS三元复合型光催化剂，可以在无共催化剂的作用下依然保持较高的光催化效率。在这两者的基础上对结构和制备方法做了设计和改进。用多步法合成了核-壳结构的纳米棒ZnO-CdS光催化剂，催化活性和稳定性都得到大幅提高。