随着能源危机与环境污染的日益严重,光催化产氢成为一种利用太阳能产氢的绿色清洁技术,而催化剂的制备为该项技术的关键。CdS作为一种窄带隙半导体,在可见光下有较好的光响应。然而,光生电子和空穴易复合的问题限制了其应用。因此,从电子结构和能带匹配角度出发,本文分别构建了CdS/氧化物、CdS/硫化物和CdS/氧化物/硫化物异质结构,旨在拓宽CdS对太阳光的响应范围,增强对全光谱的吸收能力,促进光生载流子的分离和输运,提升光催化产氢性能。通过水热、酸洗和煅烧,在Ti₂O₃表面原位构筑具有锐钛矿和金红石混合晶相的TiO₂纳米管,成功制得TiO₂/Ti₂O₃异质结构催化剂。进而利用浸渍法,得到TiO₂/Ti₂O₃/CdS异质结构催化剂。结果表明,TiO₂、Ti₂O₃和CdS之间的协同作用,不仅增强了催化剂对太阳光的吸收,同时也促进了电子传递,使其光催化产氢速率可达1.90 mmol·g-1·h-1。利用2-甲基咪唑水解和Co²⁺的沉淀,制备出CdS/Co（OH）2纳米复合材料,在惰性气氛中煅烧进一步构筑了CdS/CoO异质结构催化剂。结果表明,CoO的引入增强了CdS/CoO异质结构催化剂的光吸收能力,并且有效地促进了光生载流子的分离和输运。在没有任何贵金属助催化剂的条件下,CdS/CoO-1h异质结构催化剂的产氢速率可达6.45 mmol·g-1·h-1。通过XPS、XANES和理论模拟证实了CdS与CoO间形成的Co-S键是提高其催化活性的主要因素。采用一步水热和离子交换法分别制备出CdS/NiS和CdS/Cu₇S₄异质结构催化剂。同时,引入二维材料g-C₃N₄来增强催化剂对太阳光的吸收并提高其稳定性。结果表明,NiS的引入以及Cu₇S₄的等离激元效应均可提高CdS在可见光区域的响应,且CdS/Cu₇S₄异质结构催化剂可将吸收范围拓宽至近红外区域。不存在任何贵金属助催化剂的条件下,通过调节CdS与NiS、Cu₇S₄的相对含量,可使得其光催化产氢速率分别达到3.10和3.60 mmol·g-1·h-1。通过浸渍和离子交换法制备了粒径～4 nm的CdS和Cu_2-xS纳米粒子均匀的生长在H-TiO₂表面的H-TiO₂/CdS/Cu_2-xS异质结构催化剂。同时,利用离子交换法制备得到CdS/Cu₇S₄/CdMoO₄异质结构催化剂。结果表明,H-TiO₂/CdS/Cu_2-xS和CdS/Cu₇S₄/CdMoO₄异质结构催化剂均可以吸收紫外、可见及近红外区域的太阳光。利用光电化学等测试对CdS/Cu₇S₄/CdMoO₄异质结构催化剂中的载流子分离和传输行为进行分析,发现构筑的可调节带隙可以有效地促进载流子分离,使其产氢速率高达16.55 mmol·g-1·h-1。综上,CdS基异质结构催化剂的构筑可以有效地增强催化剂对于太阳光的吸收,促进载流子的分离和输运,从而提高产氢速率,为进一步设计合成高效的半导体异质结构催化剂光催化剂提供可靠的科学数据。