目前全球主要使用的能源仍然是化石燃料,然而化石燃料的存量有限,并且燃烧产生的CO₂会加重温室效应,因此寻找新型可再生清洁能源成为各个国家科研的重点。氢气具有燃烧热值高,来源广泛,清洁无污染的优点,成为化石燃料最重要的替代品。光催化分解水制氢技术利用了地球上丰富的太阳能资源和水资源,是理想的制氢方式。半导体材料硫化镉（CdS）由于具有很好的吸光性能,因此一直被视为光催化产氢的理想材料之一,但CdS自身在可见光下极易发生光腐蚀,稳定性较差,因而限制了其广泛应用。本文对导电玻璃（FTO）上负载的CdS纳米棒陈列进行改性,以期提高其光催化和光电催化产氢活性和稳定性。具体研究内容和结论如下:（1）通过化学浴沉积和离子交换的方法在CdS纳米棒上负载CoSx纳米片,制备得到一种新型的结构催化剂CdS-CoSx。通过调控化学浴沉积时间得到了最佳CoSx的负载量,该复合催化剂的光催化析氢性能和稳定性明显优于CdS催化剂。使用最佳的CdS-CoSx作为光阳极用于光电催化（PEC）制氢,在模拟太阳光下,H₂产率达到168.6μmol cm^-2 h^-1(37.77 L h^-1 m^-2),是CdS的2.7倍,与负载了Pt的CdS（CdS-Pt）相当。通过合理设计一系列实验揭示了CdS-CoSx光催化产氢特性,基于此,提出了该体系中光电催化制氢的反应网络。本研究制备的结构催化剂易于回收利用,CoSx作为CdS析氢反应助催化剂,具有良好的应用前景。（2）通过水热法在CdS纳米棒阵列上包覆ZnS,制备得到一种包覆均匀的CdS/ZnS核/壳复合半导体光催化材料。通过控制水热时间来调控ZnS的负载量及包覆厚度,确定最佳的水热时间为12 h。相比于CdS,CdS/ZnS的光催化产氢活性和稳定性得到大的提高。在可见光下,采用最佳样品CdS/ZnS-12h作为光阳极进行PEC产氢,其产氢速率达到137μmol m^-2 h^-1(30.69 L m^-2 h^-1),是单组分CdS纳米棒阵列的1.5倍;并且经过5轮共25 h的循环反应,其产氢速率维持不变,显示了优异的稳定性,而单组分CdS经过第三轮反应后,其产氢速率降为原来的39%。因此,ZnS的包覆不仅有效提高CdS的PEC产氢活性,而且能有效抑制CdS发生光腐蚀,大大提高CdS的稳定性。通过合理设计实验确证了CdS/ZnS核壳结构中ZnS转移CdS光生空穴的结论,并且提出了该体系在可见光下光催化反应的载流子转移途径及产氢机理。