半导体光催化分解水产氢能够把太阳能转化为清洁的、可持续的氢能源,是一种环境友好的绿色技术。它的原理为:当能量大于或相当于半导体带隙宽度Eg的光辐射在半导体上时,半导体价带中的电子受到光子的激发从半导体的价带跃迁到导带上,在半导体的价带位置留有空穴,即形成的电子空穴对在半导体的表面和吸附在表面的物质发生氧化还原反应。光催化分解水制氢技术发展的瓶颈是开发具有实际应用价值的半导体催化剂,通过拓宽可见光谱响应范围提高产氢活性,是半导体催化剂设计制备的关键。针对半导体光催化剂所存在的问题,设计制备具有稳定性好、具有可见光响应及高产氢活性等特点的光催化剂是十分必要的。相对于常用的宽禁带半导体而言,金属硫化物半导体通常拥有较窄的带隙,而且窄带隙的半导体研究的较多,复合一些宽带隙的半导体制备金属硫化物的异质结构可以大大的提高光催化的活性,可以吸收可见光,并且在更大的程度上有效利用太阳光的能量。因此,为了更好的利用太阳光,本课题中合成了不同金属硫化物异质结构的复合材料,对于可见光催化分解水制氢旳发展具有重要意义。本论主要研究内容如下:(1)通过简单的溶剂热方法合成出形貌均一的花状分级结构的六方ZnIn2S4微球,继续负载立方ZnIn2S4纳米粒子,分别用硝酸锌作为锌源,硝酸铟作为铟源,L-半胱氨酸盐酸盐和硫代乙酰胺分别作为硫源,乙醇作为溶剂成功制备出ZnIn2S4的同质异相结构。选择有两种晶相的三元金属硫化物ZnIn2S4作为研究对象来进行异质结构的构建,通过研究同质异相结构的构成方式,分析负载量对产氢性能的关系,以提高催化剂可见光催化产氢活性。本文通过改变原料的浓度调控复合物的形貌等,系统地研究了负载量对复合物光催化剂的晶相、光吸收性能、比表面积和光催化产氢性能的影响。(2)采用简单的溶剂热方法合成了 ZnS纳米线,并进一步构建出ZnS/In2S3二元纳米线异质结构。本文采用醋酸锌作为锌源,九水硫化钠作为硫源,硝酸钢作为铟源,乙二醇和乙二胺作为溶剂成功合成出ZnS/In2S3二元纳米线异质结构。通过调控In3+的引入量,进而调控异质结构的形貌、性能等,从而找出这种异质结构的最佳产氢性能的构建方式。此外,ZnS/In2S3二元纳米线异质结构与纯相ZnS纳米线在A.M1.5光照下下对比其性能,有更加优异的光催化产氢性和稳定性。(3)采用溶剂热、水热以及离子交换的方法相结合制备了 ZnS/In2S3/AnInS2三元纳米带状异质结构,利用醋酸锌作为锌源,硫化钠作为硫源,硝酸铟作为铟源,并且通过控制乙二胺溶剂的量来调控出带的形貌作为关键性的一步。最后通过Ag+的引入成功合成出三元纳米带状异质结构复合材料,我们所制备的ZnS/In2S3/AnInS2三元异质结构材料与单一组分的纯相ZnS和ZnS/In2S3二元异质结构相比,在可见光下表现出很好的光催化产氢能力。因此三元异质结构制备过程的最后一步Ag+的引入对于提高光催化性能产生了很大的支持作用,同时大大提高了可见光催化产氢的性能以及稳定性。