二维层状材料MoS₂在过渡金属硫族化合物中表现出优良的半导体性质,其禁带宽度在1.3-1.8 e V范围内可调,MoS₂吸收波长范围大,因此可以弥补其他半导体材料对可见光吸收低的缺点。另外,MoS₂纳米材料有更大的比表面积,会暴露更多的催化活性位点,因此在光电催化领域有很大潜力。然而传统的MoS₂活性位点较少,电导率差,限制了其在催化领域的应用,设计出更多催化活性位点和高电子传输效率的MoS₂成为研究者关注的焦点。为了克服这些问题,常将MoS₂与其他半导体材料复合或者贵金属材料修饰MoS₂,这样制备出的MoS₂就拥有了复合材料的性质。TiO₂材料具有化学稳定性、强耐腐蚀和低成本特点,但其禁带较宽,仅限制于吸收自然光的紫外部分,因此将MoS₂与TiO₂材料复合来弥补各自的缺点,异质结的协同作用可以明显提高催化能力。另外为了提高MoS₂导电性,用Au纳米棒去修饰MoS₂纳米材料,Au纳米棒可以加快电子的传输速率,因此能明显提升催化性能。Au纳米棒修饰后研究界面电子结构的变化和材料的催化机理。（1）利用阳极氧化法成功制备出TiO₂纳米管,研究其生长时间和生长电压对TiO₂纳米管形貌的影响,发现生长时间越长纳米管长度越长,生长电压越大纳米管直径越大。同时对TiO₂纳米管进行热处理来研究退火温度对TiO₂的影响,通过比较得出退火温度为500℃时纳米管的催化性能最好。（2）水热合成法制备MoS₂/TiO₂异质结,通过调控生长时间可以改变MoS₂纳米片的负载量。发现当MoS₂的量较少时,异质结的光电催化性能较好。化学气相沉积法制备MoS₂/TiO₂异质结,通过控制前驱物的量和生长温度来改变MoS₂纳米片的形态。发现MoS₂纳米片的大小和数量都会影响催化能力,纳米片的大小在800 nm左右且数量较多时会有较好的催化性能,与水热法相比拥有更高的催化能力,说明化学气相沉积法制备的MoS₂与TiO₂耦合性很好,提升了MoS₂/TiO₂异质结的光电催化能力。（3）Au纳米棒修饰MoS₂/TiO₂异质结后,电催化性能有所改善,过电位降低了130 m V。通过XPS结果得出,当MoS₂/TiO₂样品在S氛围中热处理后,费米能级向导带方向移动。Au纳米棒修饰a-MoS₂/TiO₂-S样品后,费米能级向价带方向移动,这是由于Au纳米棒修饰异质结为n型掺杂导致的费米能级移动,表明Au纳米棒中的电子转移到MoS₂纳米片上。MoS₂与Au等离子体结构复合导致Au和MoS₂之间的费米能级重新排列,这改变了激子和“热”电子的传输路径。利用Au等离子体的辅助作用,Au/MoS₂/TiO₂样品的电荷分离效率显著提高。