近年来,光催化技术作为一种绿色环保且具有广阔应用前景的方法,可以通过高效利用太阳能来实现清洁能源的生产以及污染物的降解,对人类可持续发展具有重要意义。开发出高效光催化剂是实现这一技术应用的关键。ZnIn₂S₄具有可见光吸收效率高、易制备等优点。但其光生载流子复合严重导致光催化性能较低,不能满足应用要求。在本文中,我们从解决ZnIn₂S₄半导体光生电子-空穴对复合率较高的问题入手,选择ZnIn₂S₄二维纳米片为主体材料,通过构筑异质结或者修饰助催化剂的改性手段,提高其光生载流子的分离效率,从而提高光催化性能。具体研究内容如下:（1）构筑ZnIn₂S₄/SnS₂三维异质结提高了ZnIn₂S₄的光生载流子分离效率,从而提升了其光催化还原六价铬（Cr（VI））性能。利用简单的水热法成功制备了ZnIn₂S₄/SnS₂三维异质结,并考察了其可见光催化还原Cr（VI）的性能。与单一SnS₂和ZnIn₂S₄相比,ZnIn₂S₄/SnS₂三维异质结的光催化效率明显提高。当SnS₂与ZnIn₂S₄质量比为1:10时,ZnIn₂S₄+10%SnS₂异质结光催化还原Cr（VI）的性能最高,在可见光照射下70 min内还原Cr（VI）（50 mg/L）的效率达到100%。通过稳态荧光光谱等表征分析,光生载流子的有效分离是光催化性能增强的主要原因。另外,经过三个周期的测试,催化剂活性没有明显降低,说明其具有良好的稳定性。（2）在富含硫空位缺陷ZnIn₂S₄纳米片上负载了单原子Ni助催化剂,促进了ZnIn₂S₄的光生电子-空穴对的有效分离,提高了其光催化产氢性能。首先采用醇热法制备得到富含硫空位ZnIn₂S₄纳米片（命名为ZnIn₂S₄-RV_s）,然后利用静电吸附法在其表面成功担载了单原子Ni,得到了Ni/ZnIn₂S₄-RV_s光催化剂。其中0.9%Ni/ZnIn₂S₄-RV_s光催化剂的产氢速率达到最高,为1786.9μmol/g/h,分别约是ZnIn₂S₄-RV_s和ZnIn₂S₄-PV_s（含少量硫空位的ZnIn₂S₄纳米片）的2.3倍和5.7倍。通过时间分辨荧光光谱等表征分析,单原子Ni和硫空位可以延长载流子寿命,提高光生载流子的分离效率,提升了光催化产氢性能。此外,利用原位电子顺磁共振谱检测到了单原子Ni在光催化产氢过程中的价态变化为Ni²⁺→Ni⁰→Ni²⁺,证实了单原子Ni作为反应活性中心催化质子还原反应。