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进入21世纪以来，如何缓解经济增长与能源环境之间的矛盾成为摆在我们面前亟待解决的问题。自1972年日本学者Fujishima和Honda在紫外光下首次利用电化学方法成功分解水产生氢气以来，利用太阳能制备清洁能源—氢能引起了各国政府和科学家们的极大关注。由于TiO2具有良好的光催化活性和化学稳定性，且价廉无毒，在光解水制氢、污水处理、太阳能电池等众多领域具有极好的应用前景，近年来TiO2作为光催化材料越来越为人们所关注。自然界中TiO2主要以板钛矿、锐钛矿和金红石三种晶型存在，其中板钛矿不稳定很少用作光催化剂。本论文利用TiCl4为前驱体在低温条件下分别制备出了单一晶型的锐钛矿和金红石。通过SEM，XRD，UV-vis，FT-IR等表征，并与不同商业TiO2（P25、ST-21、ST-31）进行结构比较，测试其光催化分解纯水性能及在甲醇和硝酸银作为牺牲剂时产氢和产氧性能。实验结果表明：除板钛矿外，不同晶型TiO2光催化活性的高低主要取决于晶粒的表面性质，尺寸大小以及牺牲剂含量等因素。混晶结构的TiO2中由于金红石与锐钛矿的协同作用使金红石型TiO2导带中电子会向锐钛矿型TiO2导带中流动，从而提高了光量子产率。因此相比于单晶结构TiO2，混晶结构TiO2产氢效率更高。在光解水制氢中，光生电子和空穴的复合是影响光催化剂性能的重要因素。常用的解决方法是在催化剂表面负载少量贵金属作为助催化剂，但成本较高。因此，寻求价格低廉的非贵金属助催化剂成为光解水制氢研究领域的热点之一。本文利用水热法将少量CuS负载到P25表面作为助催化剂来提高其光催化产氢性能。通过XRD，SEM，TEM和EDX等表征，证明在P25表面有CuS存在，并对反应前后催化剂做XPS分析，发现CuS/P25催化剂具有很好的光稳定性。同时光致发光测试表明CuS作为一种助催化剂可有效抑制催化剂表面光生电子与空穴复合。催化剂CuS/P25经过十个小时的循环产氢测试后，产氢效果依旧稳定。改变CuS的负载量发现，当CuS的负载量为1%时光催化产氢效果最好，产氢效率为570μmol/h，是纯P25的32倍。同时，利用CuS和ZnS作为双助催化剂来提高锐钛矿型TiO2光催化产氢效率。通过实验证明，双助催化剂可以有效地分离光生电子-空穴对，当CuS和ZnS负载量分别为5wt%时，CuS-ZnS/TiO2复合材料光催化效率最高。