半导体光催化技术在降解污染物和分解水制氢领域中有着广泛的应用前景。将污染物溶液看作牺牲剂,并利用合适的催化剂,可以实现污染物降解同时制氢。这样不仅可以节约资源还可以实现环境修复和缓解能源危机的双重目的。为了使光催化降解同时制氢高效的进行,选择使用具有强氧化还原能力的的宽带隙半导体催化剂。但是,这类光催化剂在应用中有一定的缺陷:第一,由于催化剂的带隙很宽,只能吸收高能量的紫外光。然而,在太阳光中,紫外光只占5.0%,这使得对太阳光的利用率较低。第二,催化剂的光生电子和空穴很容易复合,影响光催化的反应效率。因此为了解决上述的问题,我们选择使用上转化发光材料和助催化剂。一些上转换发光材料具有将低能量的可见光转化为高能量的紫外光的性质,可以满足宽带隙催化剂对紫外光的需求,提高了对太阳光的利用率。助催化剂可以快速转移电子或者空穴,防止它们复合。基于以上的观点,设计了新型光催化体系,即宽带隙催化剂与上转光剂复合同时负载双助催化剂来更好的实现光催化降解同时制氢。第一章中,通过水热法,液体煮沸和沉积法制备了新型的响应可见光的光催化体系Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/MoS₂-NaTaO₃-PdS。使用X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）,能量色散X射线光谱仪（EDX）,X射线光电子能谱（XPS）,透射电镜分析（TEM）对所制备的样品进行了表征。通过降解苋菜红同时制氢考察光催化活性。研究了光照时间,Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂和NaTaO₃的摩尔比,助催化剂和重复使用次数对催化剂的光催化活性的影响。并讨论了复合催化剂Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/MoS₂-NaTaO₃-PdS光催化降解苋菜红同时制氢的机理。第二章中,设计了一个新型的可见光诱导的Z-体系Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/（MoS₂/NiGa₂O₄）-（BiVO₄/PdS）,并利用水热法和混合煅烧法将其成功的制备。通过XRD,SEM,EDX,FTIR,紫外可见光谱仪（UV-vis absorption spectra）和TEM对制备的样品进行表征。通过可见光光催化降解橙黄G同时制氢来考察催化剂的光催化活性。研究了光照时间,NiGa₂O₄和BiVO₄之间的摩尔比和催化剂使用次数对复合催化剂的光催化活性的影响。探讨了复合催化剂Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/（MoS₂/NiGa₂O₄）-（BiVO₄/PdS）光催化降解橙黄G同时制氢的机理,且用发至发光谱（PL）对NiGa₂O₄和BiVO₄之间形成的Z-体系进行了证明。通过对以上两种复合光催化剂的研究,可以发现,上转换发光材料与宽带半导体复合可以拓宽光催化剂的光响应范围,助催化剂可以抑制光生电子-空穴复合,并增强光催化体系的光催化活性;催化剂之间形成的Z-体系可以使催化体系有很强的氧化还原能力。本研究为利用太阳能光催化降解污染物同时制氢提供了新途径。