光催化分解水制氢是应对能源短缺和环境污染的关键技术之一。由于TiO₂具有化学稳定性,无毒,价格低廉等优点,成为最理想的光催化剂,但是,TiO₂的禁带宽度大（3.2 eV）,只能吸收紫外光。本文利用三种铟基硫化物半导体对TiO₂进行改性研究,构建了In₂S₃/TiO₂,ZnIn₂S₄/TiO₂和CaIn₂S₄/TiO₂三种复合光催化剂,通过XRD、EDX、SEM、TEM和UV-vis吸收光谱等对催化剂的晶体结构,微观形貌和光学特性进行了表征,并利用光电化学测试和光催化降解甲基橙等考察了三种复合材料的光催化活性。具体内容如下:1.采用简单的水热法在FTO衬底上合成了TiO₂纳米片阵列,再水热生长In₂S₃纳米颗粒形成In₂S₃/TiO₂复合薄膜,研究了水热反应时间对薄膜光吸收,光电性能的影响。结果表明:水热反应时间为120 min的In₂S₃/TiO₂复合薄膜电流密度最大,达到0.25 mA·cm^-2,是TiO₂纳米片的4.2倍,并对电荷转移的机理进行了讨论。2.利用两次水热法制备了ZnIn₂S₄/TiO₂复合薄膜,通过调整反应时间改变ZnIn₂S₄纳米片厚度,进而调整复合薄膜的带隙宽度,增强了可见光区的光吸收强度,进而提高了其光电化学性能。结果表明:ZnIn₂S₄纳米片和TiO₂纳米片形成了异质结构,为光生载流子的传输提供了更多的路径,降低了载流子复合几率,实现了光电流密度的提高。3.合成了新型可见光驱动的CaIn₂S₄/TiO₂复合光催化剂,TiO₂微球被CaIn₂S₄纳米花均匀包覆,构建了一个异质结构。通过改变TiO₂加入的量,寻找最佳的光催化活性。通过光催化降解MO实验评价CaIn₂S₄/TiO₂复合材料的光催化活性,结果表明:CaIn₂S₄/TiO₂-0.05具有最佳的降解率,30 min的降解率为97%。通过一系列的表征分析可知,光学性能的提高有利于产生更多的光生载流子,同时,CaIn₂S₄/TiO₂的异质结构实现载流子的分离和转移,最终提高了催化剂的降解能力。