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随着全球经济发展和世界人口剧增,能源和环境问题日益突出,开发可持续发展的可再生能源成为人类生存与发展的首要任务之一。氢能作为一种清洁的二次能源,具有能量密度大、燃烧热值高、来源广、可储存、可电可燃、零污染、零碳排放等优点,有助于解决能源危机以及环境污染等问题,被誉为21世纪的“终极能源”。光催化制氢采用太阳能作为能源光解水产生氢气,是一种有潜力的、环保的、且可持续的制氢途径。开发高效光催化剂是光催化技术应用的关键。TiO2因其合适的能带位置、无毒、光化学稳定性强、环境友好、廉价易得等优点,成为了光催化领域应用最广,也最具实际应用价值的光催化剂。但同时它也存在禁带宽度较大（3.2 eV）、光生载流子覆灭速率高等问题,极大的限制了光催化活性的提高。针对以上问题,本论文以TiO2为载体,负载硫化物窄带隙半导体、助催化剂石墨烯量子点等,构成复合光催化剂体系,增强对可见光吸收、促进光生载流子分离和界面光生电荷转移,从而提高复合半导体光解水制氢和光降解性能。具体研究内容如下:（1）用水热法制备TiO2,探究了钛源和水热反应温度等对TiO2形貌的影响。研究结果表明:TiO2纳米材料的形貌结构受水热温度影响很大,200°C温度下合成的是TiO2纳米片,而130°C温度下合成的是钛酸纳米管（TNTs）。在紫外光照射下催化降解甲基橙的速率为:TNTs（商用）>TNTs（TiCl4）>TNTs（TBOT）,表明以商用TiO2粉体为原料合成的TNTs具有最高的降解甲基橙活性。在模拟太阳光辐照下解的制氢结果表明TiO2纳米片比TNTs仅高111.6μmol/g。（2）用溶剂热法在钛酸纳米管（TNTs）上原位负载石墨烯量子点（GQDs）,再用先离子交换后硫化的方法制备了三元CdS-GQDs-TNTs纳米复合催化剂,光解水制氢性能表明:三元CdS-GQDs-TNTs纳米复合材料表现出更优良的光催化制氢性能。采用电化学分析方法研究了光催化作用机理,结果表明:GQDs的复合促进了光生载流子的有效分离,CdS复合提高了催化剂对可见光的吸收,并进一步提高了光生载流子的寿命、增强界面电荷转移,在模拟太阳光照射下三元CdS-GQDs-TNTs纳米复合催化剂比纯TNTs的制氢量高2678μmol/g。（3）通过简单水热法来制备混合相1T/2H MoS2,探究了1T/2H MoS2-TiO2光反应器的光催化制氢性能,由于1T/2H MoS2对光的宽吸收与氢还原活性位点较多,使MoS2-TiO2在模拟太阳光8 h的照射下的制氢产量达到2976.2μmol/g。（4）本研究采用Successive ionic layer adsorption and reaction（SILAR）法以硝酸镍前驱体为阳离子源,硫化钠为阴离子源,合成了NiS/TiO2,并比较了以不同浓度下的Ni前驱体制备的样品的光催化性能,结果表明:0.04 mol/L Ni前驱体制备的NiS/TiO2具有最高的制氢产量,高达2366.07μmol/g。