随着能源短缺和环境污染问题的加剧,开发新的环境友好型能源越来越受到人们的关注。越来越多的科研工作者认为采用太阳能进行光解水产氢是解决能源短缺和环境污染问题的最佳方法之一。现在采用较多的光催化产氢材料只能对不足太阳总光谱5%的的紫外光部分进行有效的吸收,极大的降低了对太阳光的利用率。为了提高对太阳光的利用率,开发出具有窄禁带宽度、稳定性好、活性高的光催化材料越来越迫在眉睫。铜锌锡硫（Cu₂ZnSnS₄）作为一种窄带隙半导体材料,禁带宽度为1.5 eV,拥有和太阳光谱相匹配的禁带宽度、高的光吸收系数(>10⁴ cm^-1)、来源丰富和组成元素的无毒性等特点,因此可以作为下一代潜在的光催化产氢材料。Cu₂ZnSnS₄材料作为一种性能优良的半导体材料在染料敏化太阳电池和薄膜太阳能电池等领域已取得了显著的研究进展,但是在光催化领域Cu₂ZnSnS₄的应用研究还是刚刚发展。尤其是关于Cu₂ZnSnS₄表面电子-空穴对的分离与再结合和光催化产氢性能关系的研究还是鲜有报道的。因此,本论文主要围绕Cu₂ZnSnS₄在光催化产氢及光降解污染物领域的应用及Cu₂ZnSnS₄与CdS形成的p-n型异质结材料在太阳能光催化产氢方面的应用进行探讨研究,探究Cu₂ZnSnS₄与CdS在界面处的电子传输问题和抑制电子-空穴再复合的机理,进而探索出具有高催化性能的Cu₂ZnSnS₄光催化剂。（1）采用“一步热注入法”,以二水氯化铜（CuCl₂·2H₂O）、纳米氧化锌（ZnO）、五水四氯化锡（SnCl₄·5H₂O）、正十二硫醇和叔-十二硫醇为原料,合成出高分散性、形貌均一、元素组成稳定、结晶性良好、尺寸大小为9 nm左右的纤维锌矿Cu₂ZnSnS₄纳米颗粒。以合成的纯Cu₂ZnSnS₄为原料,采用相交换法将Cu₂ZnSnS₄从油相转移至水相中并在300W氙灯模拟的可见光下测试表征了其光催化产氢性能和光降解罗丹明B性能。由于Cu₂ZnSnS₄纳米材料的尺寸均一性和良好的结晶性,表现出相对较高的光催化性能。（2）采用“外延生长和离子交换法”合成出Cu₂ZnSnS₄-CdS异质结,Cu₂ZnSnS₄是p型半导体材料,CdS是n型半导体材料,通过构筑p-n结材料可以在Cu₂ZnSnS₄和CdS界面处构建一个内置电场,在这个内置电场的作用下消除了界面缺陷,不仅有利于光生载流子在Cu₂ZnSnS₄与CdS之间的传输而且有效的抑制了电子-空穴的再复合。构筑这种p-n型异质结后其光催化产氢性能相比纯的Cu₂ZnSnS₄提高了将近15倍。