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氢气是一种理想的载体，它具有可再生能力，燃烧释放能量大且纯洁无污染等优点，而光催化分解水制氢作为一种清洁的产氢方式是人们研究的重点。由于光催化剂中的光生电子与空穴会快速复合，导致光催化效率较低，又因为贵金属助催化剂的价格高昂，产量稀少，并不适合可持续发展。因此研究具有高效析氢效果，并且能够代替贵金属材料的光催化析氢材料是光分解水产氢技术发展的一条重要路线。
本文的主要内容：对催化剂的改性以及对产氢条件的优化。对形貌、表面元素化学态，光学性能，物理性质及电子和空穴的分离情况进行了研究。最后探索了产氢过程中电子转移机制，主要工作如下：
1.染料敏化过渡金属钼酸盐复合光催化剂的合成及产氢性能研究
(1)以水热合成的NiMoO4纳米棒为基础，采用原位沉积法通过负载非晶态CoS材料，制备了一种具有良好光催化性能的type-Ⅱ异质结复合催化剂CoS/NiMoO4，有效的促进光生载流子的分离。进一步研究表明，棒状NiMoO4独特的单斜结构与稳定的八面体配位结构能够实现电子的快速转移，无序的非晶态CoS由于良好的磁导性与NiMoO4构建了稳定的内建电场，使得复合催化剂的氢产量可以达到67.6μmol·h-1，是纯NiMoO4的3.23倍。
(2)在染料敏化体系中，为解决染料敏化体系因降解而产生光催化剂产氢速率下降的问题，结合棒状NiMoO4的结构特点，采用水热法合成了搭载双金属磷化物的NiCoP/NiMoO4异质结复合催化剂，来实现异质结界面光生载流子的迅速传输。通过进一步实验表明这种结构对于染料敏化体系中敏化剂与空穴牺牲剂的利用率有较大提升，电荷分离和电子转移效率获得显著提高，从而达到良好的析氢效果。具有最优活性的复合催化剂产氢量可达61.4μmol·h-1，是纯NiMoO4的2.93倍。
2.非晶态CoS修饰CdS纳米粒子的合成及产氢性能研究
由于CdS具有较高的可塑性，采用原位沉积非晶态CoS的方法合成了具有特殊晶体形貌的复合催化剂CCS。着重突出了无序的非晶态CoS负载对电子传输的有利影响。非晶态CoS的高导电性可以实现光生电子的有效分离，证实非晶态CoS与CdS之间优秀的协同作用是提高光催化活性的主要因素。该复合催化剂的制氢速率可达2.01mmol·g-1·h-1，是纯CdS的6.3倍。本研究为非晶态基纳米结构的高效析氢辅催化剂的设计提供了一种新的方法。
本文的主要内容：对催化剂的改性以及对产氢条件的优化。对形貌、表面元素化学态，光学性能，物理性质及电子和空穴的分离情况进行了研究。最后探索了产氢过程中电子转移机制，主要工作如下：
1.染料敏化过渡金属钼酸盐复合光催化剂的合成及产氢性能研究
(1)以水热合成的NiMoO4纳米棒为基础，采用原位沉积法通过负载非晶态CoS材料，制备了一种具有良好光催化性能的type-Ⅱ异质结复合催化剂CoS/NiMoO4，有效的促进光生载流子的分离。进一步研究表明，棒状NiMoO4独特的单斜结构与稳定的八面体配位结构能够实现电子的快速转移，无序的非晶态CoS由于良好的磁导性与NiMoO4构建了稳定的内建电场，使得复合催化剂的氢产量可以达到67.6μmol·h-1，是纯NiMoO4的3.23倍。
(2)在染料敏化体系中，为解决染料敏化体系因降解而产生光催化剂产氢速率下降的问题，结合棒状NiMoO4的结构特点，采用水热法合成了搭载双金属磷化物的NiCoP/NiMoO4异质结复合催化剂，来实现异质结界面光生载流子的迅速传输。通过进一步实验表明这种结构对于染料敏化体系中敏化剂与空穴牺牲剂的利用率有较大提升，电荷分离和电子转移效率获得显著提高，从而达到良好的析氢效果。具有最优活性的复合催化剂产氢量可达61.4μmol·h-1，是纯NiMoO4的2.93倍。
2.非晶态CoS修饰CdS纳米粒子的合成及产氢性能研究
由于CdS具有较高的可塑性，采用原位沉积非晶态CoS的方法合成了具有特殊晶体形貌的复合催化剂CCS。着重突出了无序的非晶态CoS负载对电子传输的有利影响。非晶态CoS的高导电性可以实现光生电子的有效分离，证实非晶态CoS与CdS之间优秀的协同作用是提高光催化活性的主要因素。该复合催化剂的制氢速率可达2.01mmol·g-1·h-1，是纯CdS的6.3倍。本研究为非晶态基纳米结构的高效析氢辅催化剂的设计提供了一种新的方法。