太阳能作为一种清洁能源，被认为是最有应用潜力的能源。有效的利用太阳能可以帮助人类解决日益严重的能源危机和环境污染问题。光催化技术和太阳能电池技术被认为是两种非常有效的光电转换技术。传统的光伏材料以单晶硅或多晶硅为主，价格昂贵，生产过程污染严重。新近开发的金属氧化物基纳米材料具有无毒，高稳定性，价廉等多种优点被广泛应用于光催化制氢和薄膜太阳能电池。然而，由于单一材料的金属氧化物常常面临光响应范围窄，光量子效率低的问题，不能实现产业化。本论文采用TiO2异质结纳米复合材料作为研究课题，有望为制备高性能的光催化剂指明一条可行的方向。　　首先，利用Ti02作为n型半导体的特性，结合p型窄带隙C&O半导体构建典型的p-n型异质结复合材料。在增加可见光吸收范围的同时，在 p-n结内建电场的作用下，可以有效的促进光生电子-空穴的分离和转移，从而增强光催化分解水的活性。通过一步水热法制备的Cu2O/Ti〇2纳米复合材料，其颗粒尺寸分布均匀，比表面积相对较高。利用时间分辨的光谱技术，分析了材料界面光生载流子的复合对光催化竞争机理的影响，证明了 Cu2〇/Ti〇2p-n结复合光催化剂在内建电场的作用下，有效抑制了光生电子和空穴的分离，揭示了光生载流子转移动力学的机制。　　其次，采用一步溶剂热法，合理调控溶剂热反应时间，在乙醇、乙二醇和水体系中，制备了等离子体C u纳米颗粒修饰的Ti02复合光催化剂。其分散性均匀，可见光条件下，光催化分解水产氢性能较好。利用时间分辨的瞬态光谱和荧光光谱研究了光生载流子光催化与复合过程的影响机理，得到了可见光条件下C u纳米颗粒修饰的TiO2复合光催化剂的电子转移规律。充分证明了， Cu纳米颗粒的等离子共振效应与金、银一样具有较高的应用前景，且价格更加廉价。这种基于肖脱基结构的复合光催化剂的设计理念，同样是一种比较理想的光电转换材料。　　最后，基于Cu20/Ti02和 Cu/Ti02制备合成经验，我们提出并设计了一种三元的 Cu/Cu2O/TiO2复合光催化剂。在乙二醇，乙醇，水的溶液体系中，通过调控乙醇与乙二醇的比例，利用溶剂热的方法，可以得到分散均匀的三元复合光催化剂。我们提出了制备三元复合光催化剂的溶剂热反应机制，利用乙二醇的还原性，可以将Cu2+首先还原为Cu+，延迟反应时间可以进一步把Cu+还原成Cu单质。利用时间分辨的光谱技术，测得这种三元复合材料的光致发光寿命最短，出现了荧光淬灭的现象，非常有效地促进了光生载流子的分离和转移，从而也显现出高的产氢速率。