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利用太阳能分解水产氢是解决能源短缺和环境污染问题的理想途径,适用于这一途径的光催化剂的研发一直受到人们的高度关注。为了最大限度地转化太阳能,光催化剂需要同时具有较宽的太阳光吸收范围及较高的光生电荷分离和传输效率。单一组分光催化材料很难同时满足以上两个条件,所以多组分复合光催化剂的构筑成为了热点研究课题。本论文从光催化剂的设计角度入手,构建了三种CdS基复合光催化材料,采用XRD、SEM、HRTEM、BET、UV-vis和EIS对其结构、物性进行了表征,对其可见光催化产氢活性和循环稳定性进行了研究,并对其光生电子-空穴对的分离和转移机理进行了分析。1、CdS/SiO2复合光催化材料:采用溶胶凝胶-阴离子交换法制备了CdS/SiO2复合光催化材料。制备得到的CdS为立方晶相、粒径37 nm、比表面积68.99 m2/g,其吸收带边红移至605 nm。与采用水热合成法制备的六方相CdS及采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）辅助常温沉淀法制备的立方相CdS相比,采用SiO2凝胶限域制备的CdS具有小粒径、高比表面积、高分散的特点。随着复合材料中CdS质量百分含量的增加,光催化分解水产氢活性呈先升后降的趋势。在无助催化剂的条件下,CdS（15%）/SiO2光催化分解水产氢速率达到1925.29μmol·h-1·g-1,相比于水热合成法和PVP辅助常温沉淀法制备的CdS纳米粒子分别提高了47倍和2.3倍,且在21 h的光催化循环活性测试中催化性能稳定,表现出更好的可见光催化产氢循环稳定性。2、g-C3N4/CdS异质结复合光催化材料:以三聚氰胺为前驱体,通过连续热聚合法制备了g-C3N4纳米片,再采用水热法在g-C3N4纳米片上原位生长CdS纳米粒子,制备了不同g-C3N4纳米片质量百分含量的g-C3N4/CdS异质结复合光催化材料。g-C3N4纳米片的引入明显提高了CdS纳米粒子的分散性,平均粒径为100 nm左右的六方CdS纳米粒子分散在g-C3N4纳米片的表面或包埋在g-C3N4片层之间。与CdS和g-C3N4相比,g-C3N4（10%）/CdS具有更高的比表面积（65.32 m2/g）、更窄的禁带宽度（2.03 eV）、更低的电荷转移电阻,其吸收带边红移至610 nm,且g-C3N4/CdS异质结的构建有助于其光生电子-空穴对在空间上的有效分离。在无助催化剂的条件下,g-C3N4（10%）/CdS相比于CdS、g-C3N4以及g-C3N4（X=1%,5%,15%,20%）/CdS具有更优异的光催化产氢活性,其光催化分解水产氢速率可达到1846.47μmol·h-1·g-1,且在21 h的光催化循环活性测试中催化性能稳定,表现出更好的可见光催化产氢循环稳定性。3、CuS/Zn0.8Cd0.2S复合光催化材料:利用乙二胺为结构导向剂,采用溶剂热法制备出具有矩形纳米片形貌的Zn0.8Cd0.2S固溶体,进一步采用阳离子交换法制备了CuS/Zn0.8Cd0.2S固溶体复合光催化材料。与Zn0.8Cd0.2S相比,CuS（3%）/Zn0.8Cd0.2S具有更窄的禁带宽度（2.16eV）、更低的电荷转移电阻,其吸收带边红移至572 nm。随着CuS质量百分含量的增加,CuS/Zn0.8Cd0.2S的光催化分解水产氢活性呈先升后降的趋势。在无助催化剂的条件下,CuS（3%）/Zn0.8Cd0.2S的光催化分解水产氢速率达到1870.32μmol·h-1·g-1,相比于Zn0.8Cd0.2S提高了2.9倍,相比于CdS提高了31倍。在21 h的光催化循环活性测试中催化性能稳定,表现出较好的可见光催化产氢循环稳定性。矩形纳米片CuS/Zn0.8Cd0.2S的形成加快了其光生电子-空穴对的分离速率,减少了光生电荷的体相复合,进而提高了光催化产氢活性。