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过去几十年来不断增长的能源需求造成了能源缺口,这些缺口主要通过消耗天然化石燃料来解决,但是以增加温室气体排放为代价的。因此,为解决能源缺口而需要清洁和可持续能源的需求已大大增加。半导体辅助光催化技术是将化学,物理和材料科学与化学工程相结合的“绿色”多学科技术,可有效利用太阳光并进行收集,以催化化学反应并将永久可利用的太阳能转化为有益的化学能,在环境污染治理及开发新能源方面具有重要的应用。本论文采用水热法、溶胶-凝胶@水热合成两步法分别制得复合催化剂C-TiO2、双重复合催化剂CdS/C-TiO2,通过XRD、SEM、XPS、DRS等表征手段对复合催化材料进行表征,以甘油、乙醇为牺牲试剂通过产氢实验来探究复合催化剂光催化性能,并对葡萄糖模拟废水产氢及降解效果工艺进行探究。1、采用水热合成法以葡萄糖为C源,钛酸四正丁酯Ti源,制备了纳米C-TiO2复合催化剂。在可见光源下,考察了纳米C-TiO2复合催化剂对甘油/水体系的产氢效果,并探究了催化剂在可见光源下产氢稳定性。实验结果表明,最优催化剂为CT-3,以甘油为牺牲试剂,可见光下反应6h,产氢效率最高,是纯TiO2的6.1倍,C的加入提高了 C-TiO2光催化产氢性能。复合催化剂C-TiO2在经历多次循环光催化反应后,催化剂仍具有较高的稳定性。在表征和应用的基础上,对复合催化剂C-TiO2的制氢机理进行了探究,即C原子掺杂后替代了 TiO2晶格中的O原子,从而在TiO2的价带上形成一个局部杂质能级,同时C的2p轨道也可以和Ti原子的3d轨道发生作用,在导带底部形成一个独立的缺陷能级(Ti3+)导致掺杂样品的禁带宽度减小,提高了对可见光的响应能力。2、采用溶胶-凝胶@水热合成两步法以葡萄糖、硫脲、氯化镉、钛酸四正丁酯为原料,制备了纳米CdS/C-TiO2双重复合催化剂。以乙醇为牺牲试剂,考察了纳米CdS/C-TiO2双重复合催化剂在可见光下的制氢效果。同时在可见光下对催化剂循环制氢的稳定性进行了探究。实验结果表明,当CdS复合量为6wt%,双重复合催化剂产氢效率最高,达3359.38μmol.g-1·h-1(纯TiO2为245.12μmol·g1·h-1),是纯TiO213.7倍。双重复合催化剂经过一系列循环反应后仍具有良好的稳定性。在表征和应用的基础上,研究了双重复合催化剂CdS/C-TiO2的制氢机理,即双重复合的协同作用,抑制了光生电子和空穴的结合,可以有效地提高光生电子转移效率,提高催化剂产氢活性。3、选用双重复合催化剂CdS/C-TiO2对葡萄糖模拟废水进行产氢降解实验。通过单因素实验及正交实验确定葡萄糖模拟废水产氢降解最佳工艺条件为:催化剂用量为0.02g、溶液初始pH值为8、反应时间为5h、葡萄糖溶液浓度为0.6g/L时,此工艺下产氢效率为1246.18μmol·g-1·h-1,COD降解率为37.08%。