化石燃料燃烧引发的能源危机和环境污染已成为世界各国面临的两大重要挑战,因此,人们亟待开发可再生且无污染的新能源。氢气（H2）是一种绝对清洁的可再生能源,由于具有很高的燃烧焓被认为是化石燃料的理想替代者之一,而半导体光解水技术是能够将太阳能转换为氢能的一种有效方式。CdS作为一种典型的半导体材料,由于具有2.4e V的合适带隙被广泛应用于光催化制氢领域,然而单纯CdS的光生电子-空穴复合速率快使得其产氢活性较低,因此如何有效抑制它们的复合成为提高CdS光解水制氢活性的关键。本论文通过负载其他半导体或助催化剂对CdS进行适当的改性从而提高CdS的光催化产氢活性。主要研究内容如下:1.原位合成CoWO₄/CdS纳米复合光催化剂并用于光解水产氢。实验表明,空白的CoWO₄纳米粒子在可见光照射下是可以产氢的,最佳比例CoWO₄-0.5-CdS复合材料的光催化产氢速率达到1224mmol·g-1·h-1,分别是空白CdS和CoWO₄的35倍和15倍。CoWO₄与CdS间形成的p-n异质结能够提升光生电子-空穴的分离和转移效率,有效地抑制载流子的复合,进而提升CdS的产氢活性。2.一步氮化法合成CoWO₄/CdS-N纳米复合光催化剂并用于光解水产氢。实验表明,氮化过程将CoWO₄破坏,在CdS纳米线表面形成了金属氮化物,最佳比例样品CoWO₄-0.5-CdS-N的产氢速率达到了3650mmol·g-1·h-1,是空白CdS的104倍,未氮化样品CoWO₄/CdS的2.98倍,Pt/CdS样品的1.24倍。表面金属氮化物的存在不仅有助于增强光吸收,提高光生电子-空穴对的分离,还可以加速氢气的反应动力学,进而提升CdS的产氢活性。3.静电自组装法合成了新型的Co₄N-WNx/CdS纳米复合光催化材料并用于光解水产氢。实验表明,当负载量为10 wt%时,Co₄N-WNx/CdS复合材料的光催化产氢速率最高,为14.42 mmol·g-1·h-1,是Pt/CdS的8.1倍,空白CdS纳米线的528倍。此外,即使在常温常压且不添加任何牺牲剂的情况下,最佳比例样品仍具有0.938mmol·g-1·h-1的光催化活性。双相金属氮化物Co₄N-WNx作为助催化剂实现了光生载流子的快速分离和转移,进而增强CdS的光催化产氢性能。