现如今,传统的化石燃料资源日益枯竭,它们燃烧所引起的环境问题也影响了全球的气候变化,危害了人类身心健康。开发利用新能源,解决能源和严峻的环境问题是世界各国关注的焦点。1972年Honda和Fujishima发表了利用二氧化钛作电极,吸收紫外光进行光分解水的研究结果,利用半导体光催化剂将光能转换为人们可利用的氢能,为解决能源和环境问题提供了有效途径。二氧化钛是应用最广泛的光催化半导体之一,然而它的带隙宽度为3.2 eV,只在近紫外光区有响应,另外光生电子-空穴对迁移过程中极易复合,这都极大地减弱了TiO₂的性能并限制了它的应用。异质结和金属肖特基结的构建可以在异质结界面促进光生载流子的分离,还可以增强对可见光的吸收,提高光催化性能。本论文制备了NiO/Ni/TiO₂和Ni（OH）₂/Pt/TiO₂复合纳米材料,通过XRD、XPS、SEM、TEM、BET、PL等的测试分析方法对其组成、形貌、光电性能等进行表征分析,并对可见光下光解水制氢性能进行测试与研究。利用超声和水热法制备了TiO₂一维纳米管前驱体,再通过化学还原合成Ni/TiO₂,最后用简单的氧化法制备NiO/Ni/TiO₂纳米复合材料。通过SEM和TEM对材料形貌的表征,表明复合物较为均匀的附着在TiO₂纳米管的表面并保持一维结构。在p-n异质结NiO/TiO₂中加入金属Ni,形成了p-n异质结和肖特基结共有的异质结结构。金属Ni与半导体形成肖特基结,并用作电子传输通道嵌入在p-n异质结NiO/TiO₂中,有效的提高了光生电子-空穴的分离率;载流子的迁移能力增强;在可见光区的光吸收明显提高;瞬时光电流密度增大,阻抗值减小。此外,探究了最佳镍的加入量,当Ni与Ti摩尔比为8.17%时材料表现出的各方面性能最佳。NiO/Ni/TiO₂在可见光下解水制氢速率高达4653μmol·h^-1·g^-1,是基体TiO₂(457μmol·h^-1·g^-1)的10.1倍,经过循环稳定性测试后,其光催化产氢活性几乎没有改变,表明材料有良好的稳定性。通过超声和水热法制备了TiO₂一维纳米管基体,再以H₂PtCl₆·6H₂O、Ni（NO₃）₂·6H₂O为反应物,通过化学还原和在碱液中的沉淀制备出了Ni（OH）₂/Pt/TiO₂纳米复合材料。利用肖特基结和半导体氢氧化镍共同应用修饰TiO₂,构成一个多元异质结体系,通过吸光性能、光生电子-空穴分离能力,光电流密度情况、电化学阻抗和能带结构等结果分析,Ni（OH）₂/Pt/TiO₂多元异质结材料提高了界面电荷转移;光生电子-空穴复合率降低;瞬时光电流密度增大,阻抗值减小;禁带宽度减小,增加了可见光下的应用,在可见光下的产氢量达到5875μmol·h^-1·g^-1,是基体TiO₂纳米管(134μmol·h^-1·g^-1)的43.8倍,循环稳定性测试结果表明材料具有良好的稳定性。