随着社会的不断发展和对能源的需求,煤、石油等传统能源已经日渐枯竭,并且还造成了严重的环境污染问题,如何利用光催化剂进而高效的利用太阳能已成为研究热点。目前大多数光催化剂都存在光生电子-空穴对快速复合,光响应范围窄等缺点,以致于其往往表现出难以满意的光催化性能。适当的助催化剂负载于光催化剂上可以有效促进或加速光催化进程。当前使用的助催化剂主要是稀缺且昂贵的贵金属,这限制了其广泛应用。因此,开发含量丰富、价格便宜、性能优良的助催化剂已成为近来研究的热点。基于此,本论文旨在设计和合成过渡金属硫化物/碳化物基助催化剂,将其与具有合适能带结构的光催化剂形成复合光催化体系,以期获得增强的光催化性能并阐释其光催化性能增强的内在原因。主要内容如下:1、设计了一种有效的水热法来构建MoS₂纳米片/CdS纳米晶体复合光催化体系。这种复合物具有纳米晶体-纳米片异质结构,能够确保紧密的界面接触以实现加速的电荷转移动力学。所制备的CdS/MoS₂复合物在可见光照射下表现出高效的光催化析氢性能和优异的光稳定性;最优性能的CdS/MoS₂的产氢速率比纯CdS高约286倍。这种显著提升的性能可归因于协同的界面效应。2、自组装构建了类竹节Co-Mo₂C@NC/g-C₃N₄复合光催化体系。这种材料具有纳米管-纳米片结构,在光催化分解水反应中展现了较为优异的产氢性能,其速率高达349?mol g^-11 h^-1。实验结果表明所有Co-Mo₂C@NC/g-C₃N₄系列样品的产氢性能均优于纯g-C₃N₄。这种性能的提升可归结于Co-Mo₂C@NC的助催化效应,其良好的电子传输作用能够促进g-C₃N₄上光生电子的高效转移、迁移和分离。3、原位水热法构建了Ti₃C₂/BiOBr复合光催化体系。BiOBr与Ti₃C₂能有效形成异质结,在全光条件下30 min内能把10 mg L^-1的RhB完全降解。Ti₃C₂/BiOBr复合物的降解效率比纯BiOBr降解效率高,Ti₃C₂起到了助催化剂的作用。这种性能的提升可归功于Ti₃C₂良好的电荷传输特性。