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随着全球范围环境污染和能源危机的日趋严重,环境治理和新能源开发成为全人类社会共同关注和急需解决的问题。半导体光催化技术在解决环境污染和能源再生方面具有潜在能力。特别是利用太阳能多相光催化降解污染物以及分解水制氢技术,因其能直接利用太阳能且体系简单,日益受到广泛关注。但是TiO2、ZnO和ZnS等研究较多的光催化剂都是宽禁带半导体材料,只能被紫外光所激发。紫外光只占太阳光总能量的大约5%,太阳光能量主要集中在400-700nm的可见光范围,达太阳光总能量的约43%。因此,研究和开发高效、稳定的可见光催化剂有望实现太阳能光催化技术的产业化应用,在解决环境污染治理和清洁能源生产方面取得突破性进展。本论文设计合成了ZnxCd1-xS纳米棒/石墨烯纳米片组成的一维/二维复合型可见光催化剂,利用TEM、XRD、XPS等测试手段对产物的成分、结构、维度、暴露晶面等结构信息进行了表征,利用UV-Vis和PL光谱表征了产物的可见光吸收、光致发光等光学性质,探索了ZnxCd1-xS纳米棒/石墨烯复合材料作为可见光催化剂降解有机污染物及光解水产氢性能。本论文具体研究内容及重要结论如下:1.ZnxCd1-xS催化剂的可控合成及性质研究以Zn（DDTC）2和Cd（DDTC）2为前驱体,通过热分解法一步合成了ZnxCd1-xS固溶体,通过调节前驱体用量（Zn:Cd）对产物结构、形貌以及光学性质进行调控。利用TEM、XPS、XRD、UV-Vis、PL等测试手段对其进行了表征。实验结果表明,长径比和带隙能均随着Zn含量的增大而增大,晶胞参数随着Zn:Cd比例的变化呈现线性变化且符合维加德定律。当Zn:Cd前驱体比例为1:1时,得到的Zn0.5Cd0.5S纳米棒具有最佳的长径比和带隙能,相对于其他比例的ZnxCd1-xS纳米晶体表现出了最强的光电响应特性,Zn0.5Cd0.5S的光生电流密度是Zn0.875Cd0.125S的25倍。2.可见光催化剂Zn0.5Cd0.5S/RGO的设计合成及光催化性能研究采用一步热分解法合成了ZnxCd1-xS/RGO复合可见光催化剂,通过调节前驱体用量及石墨烯含量对产物结构、形貌以及光催化性能进行了调控,通过TEM、XPS、PL、XRD等测试手段对样品进行了表征。通过TEM测试观察到ZnxCd1-xS纳米棒均匀的分散在石墨烯薄膜上。对不同RGO含量的ZnxCd1-xS/RGO光催化剂的光催化研究结果表明,RGO含量为2wt%时,复合光催化剂的可见光催化活性最高。Zn0.5Cd0.5S和Zn0.5Cd0.5S/2%RGO的可见光降解和可见光解水的循环性对比实验,结果显示Zn0.5Cd0.5S/2%RGO具有很高的光催化稳定性。具有一维/二维复合结构的Zn0.5Cd0.5S/2%RGO复合可见光催化剂较单纯的Zn0.5Cd0.5S具有更高的稳定性和光催化活性。这主要是因为,石墨烯完美的二维结构和高的比表面积提高了光催化剂的分散性和稳定性;而其优异的导电性加快了光生电子的迁移速率,抑制了光生电子和空穴的复合,从而很大程度的提高了可见光催化效率。该结果为开发高效、可见光响应的光催化剂提供了重要依据。