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能源短缺和化学污染是当今全球快速发展面临的两大挑战。氢能被认为是一种理想的新能源,具有燃烧热值高、资源丰富、清洁无污染、减轻燃料自重等系列优点。在众多技术中,半导体光催化分解水产氢被认为是解决目前全球能源危机和环境问题的最具发展前景的技术手段之一。碳化硅(SiC)是第三代半导体的重要材料之一,具有突出的稳定性和耐光腐蚀性。虽然当前SiC光催化研究已取得了一些进展,但依然面临如下主要的困难和挑战:i)比表面积偏低;ii)表面吸附性差;iii)产氢活性效率偏低。本论文针对上述问题,开展相关研究工作,首先通过工艺的探索和优化,实现了介孔中空SiC纳米纤维光催化剂材料的制备及其结构调控,然后在其表面原位生长石墨烯和负载CdS,在提高其比表面积的同时,强化其光生载流子分离与转移,进而实现其可见光催化产氢性能的强化。所取得的主要研究成果如下:以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚氮硅烷(PSN)为原料,采用静电纺丝和高温热解,实现了介孔中空SiC纳米纤维的制备及其结构调控。研究结果表明,原料中PVP和PSN的质量浓度是影响SiC介孔中空纳米纤维制备的关键参数之一。其可见光最佳产氢速率为7.67 μmol h-1 g-1,是己报道的纯SiC传统纳米形貌(颗粒、线和纤维)光催化剂的～2倍以上。通过外延石墨烯法,在SiC介孔中空纳米纤维表面原位生长石墨烯(Graphene:G),实现了G/SiC光催化剂的制备。研究结果表明,通过控制生长时间,可以对G/SiC复合材料中石墨烯的层数进行有效调控。因石墨烯优异的电子导电性能,该催化剂的可见光催化产氢速率为29.84μmol h-1g-1,是纯SiC介孔中空纳米纤维的～4倍左右,而且有效的提高了光催化剂的稳定性。采用水热法,在SiC介孔中空纳米纤维表面修饰CdS纳米颗粒,实现了CdS/SiC异质结构光催化剂的制备。研究结果表明,因CdS与SiC之间可以形成Z型载流子转移体系,其能有效促进光生载流子的有效分离并提高光催化活性,该复合光催化剂的可见光催化产氢速率可达124.65μmol.h-h.g’1,为SiC介孔中空纳米纤维的～16倍。采用外延石墨烯法和水热法,将石墨烯优质的导电性和CdS半导体异质结优势有机耦合,实现了CdS/G/SiC三元复合光催化剂的制备。研究结果表明,此三元复合物光催化剂在可见光下表现出极佳的光催化活性和优良的稳定性,其可见光产氢速率值达1544.91μmol h-1g-1,为纯SiC介孔中空纳米纤维的～200倍左右。