半导体光催化分解水制氢具有运行成本低，无二次污染，原料可以循环运用等优点。对光催化剂的制备，改性，以及催化理论等等方面都进行了广泛研究。发现光催化分解水制氢的活性不高，不能有效利用可见光等缺点。本文针对这些问题，研究了紫外光和可见光光催化分解气相甲醇、甲醇水溶液制氢；采用的催化剂体系从负载Pt的TiO2，TiO2薄膜到新型的Ti-β分子筛和层状K2La2Ti3O10化合物体系，得出了以下一些未见国内外报道的结果。　　 ◇紫外光下，在纳米Pt/TiO2催化剂上进行气相甲醇和甲醇与水蒸汽光催化分解制氢反应。发现在30 nm TiO2上负载l％Pt的催化剂，分别用水合肼、甲醛、紫外光和氢还原，其中以H2还原的Pt粒度最小(8.66 nm)，分散度最高，其光催化活性最高。比未负载纳米TiO2的光催化分解甲醇活性高388倍。该催化剂分解甲醇制氢的反应中，甲醇的转化率随空速的增加而下降。增加甲醇蒸汽在气相中的浓度会使产氢速率增大；当甲醇浓度在29％时，产氢速率达到最大，5.81 mmol/g·h。研究表明，在甲醇浓度为3％～29％和水蒸汽的浓度为0～5.3％范围内，产氢量为5.81～1.96 mmol/g·h高于文献值0.08 mmol/g·h。该反应的动力学研究表明气相甲醇在一定的浓度范围内是一级反应，反应的活化能为8.53 kJ/mol。　　 ◇用溶胶-凝胶法制备了TiO2薄膜。TiO2膜为锐钛矿相晶相，平均晶粒尺寸为20 nm。膜的厚度大约为77 nm。利用TiO2薄膜紫外光光催化分解甲醇的反应中，甲醇的转化率随空速的增加而下降；提高反应温度使转化率略有提高。增加甲醇在气相中的浓度会使氢产量增大；当甲醇浓度在13％时，氢产量达到最大，为0.12 mmol/h；随后，氢产量随甲醇浓度的增大而减小。在光催化分解气相甲醇与水蒸汽制氢的反应中，甲醇浓度为18.9％～28％和水蒸汽浓度为1.93％～0范围内，氢产量为0.017～0.081 mmol/h。该反应在一定的浓度范围内是一级反应，其反应的活化能为8.64 KJ/mol。制备了Pt/TiO2纳米薄膜。发现，相同条件下(空速19.5 h-1，反应温度33℃，甲醇浓度17％)，Pt/TiO2纳米薄膜比TiO2纳米薄膜活性高28倍。甲醇的转化率随空速的增加而下降。甲醇转化率随着甲醇蒸汽浓度的增大，达到29％时，产氢速率达到最大为4.68mmol/h。　　 ◇采用气固相反应制备了Ti-β分子筛，考察了其紫外光光催化分解甲醇制氢的活性。通过XRD，FT-IR和UV-vis diffuse reflectance等表征手段证实Ti原子进入了分子筛的骨架。单位面积钛原子的光催化活性，Ti-β分子筛要远远高于TiO2和TiO2与β分子筛的混合物。该反应机理认为，分子筛的骨架钛是反应的活性中心。　　 ◇采用高温固相法合成了具有层状结构的类钙钛矿型化合物K2La2Ti3O10。发现K2La2Ti3O10是以层间水合物的形式存在的。K2La2Ti3O10的禁带宽度约为3.5eV左右，对<350 nm的紫外光有较强的吸收，而对可见光部分则基本没有吸收。Pt/K2La2Ti3O10对有一定吸收。Pt/K2La2Ti3O10，Ni/K2La2Ti3O10和K2La2Ti3O10光催化活性比较，以Pt/K2La2Ti3O10光催化活性最高。在K2La2Ti3O10上负载Pt的催化剂，分别用水合肼、甲醛、紫外光和氢还原。其中以H2还原的光催化活性高。在K2La2Ti3O10上负载2％的Pt，其光催化活性最高，产氢速率达到0.47 mmol/g·h，高于文献报道的0.44 mmol/g·h。催化剂经过6次循环，反应120小时，活性保持基本稳定。XPS分析表明，催化剂中Pt0的流失是活性下降的原因之一。讨论了Pt在K2La2Ti3O10上的作用机理。　　 ◇制备了具有可见光响应的铈掺杂的层状K2La2Ti3O10化合物。XRD分析表明铈的掺杂并没有改变K2La2Ti3O10的结构，粒径为100 nm左右。紫外可见漫反射光谱分析表明禁带宽度为2.3 eV左右，具有可见光活性。XPS表明La和钛为+3和+4价，而Ce则是+3和+4的混合价态，催化剂表面存在大量的羟基氧。担载2 wt％ Pt后，在可见光下光催化甲醇水溶液制氢活性大大提高，掺杂0.5mol％铈的K2La2Ti3O10的产氢速率达到了最大，0.05 mmol/h·g，而纯的K2La2Ti3O10的产氢速率只有0.0074 mmol/h·g。　　 ◇制备了具有可见光响应的银掺杂K2La2Ti3O10。XRD分析表明掺银的K2La2Ti3O10的结构与未掺杂的K2La2Ti3O10相同，平均粒径小于100 nm。紫外可见漫反射光谱分析表明禁带宽度为2.8 eV左右，对可见光有较好的吸收。担载2 wt％ Pt后，在可见光下光催化甲醇水溶液制氢活性较K2La2Ti3O10大大提高，掺杂1mol％银的K2La2Ti3O10的产氢速率达到了最大，0.08mmol/h·g，而纯的K2La2Ti3O10的产氢速率只有0.0074 mmol/h·g。