光电催化分解水可分为两个半反应:水氧化反应和还原产氢反应。其中水的氧化反应涉及4电子的转移,化学反应的势垒大,是水分解决速步骤,因此制备一种高效的光阳极材料加速水氧化过程成为光电催化分解水制氢领域的热点。光阳极通常由吸光半导体和水氧化催化剂组成。半导体虽然具有一定的吸光性能,但是独立使用时,往往存在光生载流子分离效率低、表面动力学较差等问题。为了改善半导体的缺陷,本文采用钒酸铋半导体作为光阳极的基底材料,设计了两种多组分光阳极:本论文采用了原位合成的方法,将g-C₃N₄薄膜生长在钒酸铋的表面,制备g-C₃N₄/BiVO₄两组分异质结光阳极。通过SEM、TEM、HADDF-STEM和XPS能谱证明了两组分异质结电极的成功制备。随后对制备的电极进行了光电化学性能测试,发现2-C₃N₄/BiVO₄电极的光电流密度最高,达到了4.06 mA/cm²（1.23VRHE）,相较于未修饰的钒酸铋电极,光电流提高了的3倍左右。通过表面光电压（SPV,T-SPV）、开路电压（OCPT）和荧光发射光谱（PL）的测试,结果表明修饰g-C₃N₄薄膜后,复合电极的光生电荷得到了有效分离。为了提高2-C₃N₄/BiVO₄异质结光阳极的稳定性,采用光电沉积的方法,在电极外层修饰了一层NiOOH保护层,制备NiOOH/2-C₃N₄/BiVO₄多组分光阳极。在0.8 V_RHE偏压的电解过程中,三组分复合电极的光电流一直维持在3.0 mA/cm²左右,展现出良好的稳定性。此外,本论文首先制备了Au/BiVO₄复合光阳极,并通过浸渍法将氰基官能化的钴立方烷分子（Co1）负载到Au/BiVO₄电极表面,制备了Co1/Au/BiVO₄多组分光阳极。复合电极在1.23 V_RHE时,光电流密度达到了4.6 mA/cm²,明显高于Au/BiVO₄复合光阳极,表明聚集在金纳米粒子周围的空穴被Co1有效地利用。将金纳米粒子与Co1混合后组装在钒酸铋电极,制备另一种Co1+Au/BiVO₄三组分光阳极,其光电流密度可达到5.06 mA/cm²(1.23 V_RHE),高于分层组装的光阳极（Co1/Au/BiVO₄）,表明Co1对空穴的利用率进一步提升。通过有限差分时域（FDTD）模拟,结果表明,金纳米粒子吸附Co1后发生聚集,并且聚集后的电场强度明显提高。为增加Co1+Au/BiVO₄三组分复合电极在电解过程中的稳定性,在电极外层电化学沉积一层TiO₂薄膜,光阳极的稳定性也得到明显提升。