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光催化分解水产氢是国内外环境与能源领域的一个热点。目前,已开发出多种能利用紫外光催化分解水的催化剂,也获得了较高的表观量子产率,但能利用可见光高效分解水的光催化剂的数量还十分有限。本研究旨在通过非金属掺杂和固溶体调变半导体光催化剂的能带结构,扩展其对可见光的吸收范围,并辅以Au表面等离子体(SPR)修饰以提升其光催化分解水产氢的效率。本文采用水热法制备了N-TiO2并采用光还原沉积法在其表面负载了Au和Pt纳米颗粒,采用固相反应法制备了一系列(AgNbO3)1-x(SrTiO3)x固溶体。利用XRD、SEM-EDX、TEM、HRTEM、XPS、UV-vis-DRS以及电化学等分析手段对材料的形貌、结构及光响应等进行了表征,测试了其光催化分解水产氢的活性,并辅以Materials Studio DFT模拟计算,揭示了掺杂、固溶体及Au SPR修饰的提高催化剂可见光响应及光催化产氢效率的机理。在氮掺杂调节TiO2能带的研究中,通过在价带(VB)上方引入N2p杂质能级将TiO2对可见光响应范围扩展到430nm左右,同时不影响其导带(CB)的位置,从而使TiO2具备可见光照下分解水产氢的能力,产氢速率可达2.1μmol/h。在N-TiO2表面负载Au不但能作为助催化剂提供产氢反应的活性位点,还能引入SPR效应,进一步提升催化剂对可见光的吸收。负载Au后分解水产氢的速率达6.6μmol/h,是Pt作为助催化剂时的3.1倍。UV-vis-DRS表征证明Au在550nm左右有强烈的共振吸收,SPR通过增强催化剂表面的电磁场强度,提高了表面电子-空穴的产生率,光电子通过肖特基势垒转移到Au上与空穴分离,从而提高了可见光下分解水产氢的效率。SrTiO3和AgNbO3催化剂形成不同配比的(AgNbO3)1-x(SrTiO3)x固溶体后,禁带宽度在3.19eV到2.71eV之间连续可调。该固溶体的光催化活性由禁带宽度和导带电势共同决定,筛选得到最佳配比为x=0.75。(AgNbO3)0.25(SrTiO3)0.75固溶体同时具备了较好的可见光吸收和还原水产氢能力,具有最高的可见光催化分解水产氢活性。结合UV-vis-DRS.电化学表征和化学模拟计算,提出了(AgNbO3)1-x(SrTiO3)x固溶体调变能带结构及可见光催化分解水产氢的机理。论文得出的结论对新型高效可见光产氢催化剂的开发有很好的理论意义和应用价值。