为了防止能源危机的进一步恶化,人们开始了对新能源的不断挖掘与研究。相比于风能,水能,潮汐能等可再生能源,太阳能因为具有最长久性而受到青睐。现今对于太阳能的主要研究重点,集中在利用光化学反应法用太阳能来光解水产生氢气和氧气,以实现太阳能转变为氢能。TiO2由于具有良好的稳定性,并且安全无毒,是目前广泛使用的光阳极半导体材料,但是TiO2的带隙相对较宽(3.2eV),这种性质使得其只能利用太阳光中不到5%的紫外光;TiO2中的电子与空穴复合的概率较高。对TiO2采取修饰改性来增强对可见光的光响应能力,从而实现光催化性能的增强是当前的热门研究方向。在本文中围绕着TiO2半导体材料,从两个方面对TiO2半导体材料采取优化改性,一是原子层沉积钝化层量子点敏化,研究了 ALD钝化层沉积的量子点敏化TiO2半导体的制备和光电性能;二是构筑复合材料体系,研究了 MoSe2/TiO2复合材料的制备和光催化性能。本文的第一个实验先采用阳极氧化的方法制备出一维的TiO2半导体(TNTAs),再采用连续交换离子沉积法制备出量子点敏化TiO2半导体(TNTAs/QDs),最后用原子层沉积(ALD)技术在TNTAs/QDs上沉积同样厚度(1.5nm)的不同氧化物覆盖层,并比较了每个样品的光电化学性能。100 nmW/crm2的光强下,Al2O3层光电极的光电流密度为5.6 mA/cm2,ZnO层电极的光电流密度达到5.0 mA/cm2,TiO2层光电极的光电流密度达到4.3 mA/cm2。三种氧化物钝化层都对TNTAs/QDs这材料体系的光电化学性能有提高作用。本文的第二个实验是用水热法合成花状MoSe2。通过SEM、TEM、Raman等对样品进行表征,再通过水热法将制备得的样品和钛酸四丁酯合成MoSe2/Ti02复合材料,采用XRD、UV-vis、和PL光谱对其光催化性能进行进一步测试,并分析了相关的光催化机理。