能源短缺和环境污染问题日益突出，开发清洁可持续的新能源已迫在眉睫。利用太阳能光催化分解水制氢从根本上解决能源和环境问题较为理想的途径之一，已经引起各国科学家的广泛关注。目前已开发的大多数光催化剂禁带宽度都比较大(Eg>3.0eV)，只能利用太阳光谱中约5%的紫外光分解水产氢。为了充分利用太阳能中的可见光区域（约占44%），研发高活性的可见光响应型光催化剂成为最近的研究热点。本文基于能带理论研制了吸收可见光能力强和高活性的四元硫化物光催化剂，建立了含有电子给体的光催化反应体系，优化了光催化分解水制氢的工艺条件，探讨了在该体系里光催化制氢的反应机理。本论文用沉淀煅烧法合成了系列(CuAg)xIn2xZn2(1-2x)S2四元硫化物光催化剂，基于能带理论分析了组成配比x值对(CuAg)xIn2xZn2(1-2x)S2光催化剂的禁带宽度和导带位置的影响。从理论上解释了通过调控四元硫化物的元素配比，可以控制光催化剂的结构和光催化活性，并结合光催化制氢实验，确定(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2(x=0.15)有最佳的吸收可见光能力和光催化活性。为了获得高活性的可见光响应型光催化剂，对(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2的制备条件进行了优化。最佳的制备条件是：沉淀时间15h，H2S气体流速50mL·min1，探针超声在125W处理30min，煅烧温度600℃和煅烧时间5h。利用XRD、SEM、TEM、BET、EDX、ICP-MS等分析手段进行了结构表征，合成的(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2光催化剂具有高结晶度、粒径小（3050nm）、吸收可见光能力强（645nm）等特点。为了充分利用可见光，进一步提高光催化剂的催化性能，本文设计了光催化制氢反应装置，并且建立了光催化分解水制氢工艺。通过合理设置反应器尺寸，设计了密闭不锈钢反应器，使得氙灯经过滤波器和准直透镜后得到的平行可见光从反应器上部透射到反应器底部。在光催化制氢过程中，对电子给体的种类进行了详细的探讨。选择I、S2/SO32、S2、SO32、Fe2+和Ce3+等无机离子作为电子给体，根据光催化产氢性能，I作为本文光催化实验的电子给体。在(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2为催化剂、Ru为助催化剂和KI为电子给体的光催化制氢反应体系里，优化了光催化制氢工艺参数：光源为300W氙灯（400690nm），助催化剂为Ru0.7wt%，反应液为300mL的0.2mol·L1KI溶液，催化剂浓度为1.0g·L1，初始pH值为2.0，反应温度为25℃，反应时间为24h。光催化制氢最高速率是1750μmol·g1·h1，在420±5nm处的量子效率为12.8%。目前，大部分可见光响应型光催化剂的量子效率都低于20%，且仅能吸收部分可见光。因此，(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2光催化剂是一种能充分利用可见光并且产氢活性较高的光催化材料。除了高光催化活性外，光催化剂的使用寿命和稳定性也是评价光催化剂性能的重要指标。未经再生的光催化剂，经过7次连续反应（168h）后光催化活性损失了19%，并且发现光催化活性在前三次催化反应中降低比较明显，后四次催化反应光催化活性基本没有变化。然后，光催化剂经过高温煅烧再生后，光催化剂活性基本恢复到最初水平，说明(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2光催化剂具有较好的光学稳定性，非常适合在可见光下用于光催化制氢工艺中。在KI电子给体和反应液pH共同作用下，探讨了光催化产氢过程的反应机理和路径。在低pH值时，I的氧化产物主要是I3。随着反应液pH值增大，I的氧化产物逐渐从I3转化到IO3，表明光催化产氢反应路径是由反应液的pH值决定的。通过光催化反应机理分析，光催化产氢能否连续进行取决于KI含量、反应液pH值和反应器内上部氢气分压。在设计动态光催化制氢反应装置时，反应器应在光催化过程中可以直接加入H+和KI等化合物，并且能用pH计检测到反应液的pH变化；另外，在反应过程中能抽走反应器内上部空间的氢气，使得氢气分压降低。本文通过调控组成配比合成系列(CuAg)xIn2xZn2(1-2x)S2光催化剂，为光催化制氢提供了一种新型的可见光响应型光催化剂。在(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2为催化剂、Ru为助催化剂和KI为电子给体的光催化制氢反应体系里，通过优化催化剂合成条件和光催化制氢工艺参数，(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2光催化剂能充分吸收可见光进行高效产氢。本文的研究结果对于提高硫化物光催化剂的光催化活性和稳定性，充分利用可见光分解水产氢具有深入的促进作用。