长久以来,能源话题一直是社会各界关注的焦点。为解决传统化石能源日益减少的问题,研究人员提出将太阳能转化为化学能以缓解这一事态。能转化量的重要途径是利用II-IV硫化物半导体为催化媒介,以太阳光为能源推动,以水为反应物,通过光催化反应将太阳能转化为氢气中的化学能并加以利用。但金属硫化物半导体相比于其它光催化半导体材料存在一些劣势,如易发生团聚现象;光腐蚀效应较为普遍且严重;半导体光生电子-空穴对的有效分离效率较低,光催化反应效能不高等。生物结构碳是一种拥有特殊微观形貌且导电性能优异的无定形碳材料。尽管性能相比石墨烯及其衍生物具有一定差距,但生物结构碳材料的合成成本很低,活化过程安全且产量高。此外,生物结构碳材料具有相当的强度,能够起到支撑作用;材料表面存在的不规则结构能够提供具有限域效应的活性位点等。综合各因素考虑,我们拟定以竹叶为模板制备生物结构碳,负载金属硫化物后合成金属硫化物/生物结构碳光催化复合材料。研究制备方法、硫化物种类和浓度等因素对材料的形貌、元素和光催化性能的影响。其主要研究内容及分析结果如下:1、利用简单浸渍煅烧法、水热煅烧法和煅烧水热法制备四种不同浓度的硫化镉/生物结构碳光催化复合材料。实验结果表明,体系中生物结构碳的引入能够有效增强材料的强度并提升半导体中光生电子-空穴对的有效分离;并且螯合剂参与半导体合成的程度对材料的暴露晶面具有调控作用;经过公式计算三种产物的禁带宽度分别为2.23 eV、2.27 eV和2.10 eV;三种材料的光生-电子空穴对的分离效率远高于纯物质;光催化性能测试表明,煅烧水热法制备得到浓度为0.20 mol·L^-1的CdS/生物结构碳光催化复合材料的产氢量较优,光照6 h后其光催化制氢产量为268.19μmol并且具有较强的可循环性。2、利用简单浸渍煅烧法、水热煅烧法和煅烧水热法制备四种不同浓度的二硫化钼/生物结构碳光催化复合材料。实验结果表明,体系中生物结构碳的引入能够有效增强材料的强度并提升半导体中光生电子-空穴对的有效分离;并且螯合剂参与半导体合成的程度对材料的暴露晶面具有调控作用;经过公式计算三种产物的禁带宽度分别为1.66 eV、1.65 eV和1.64 eV;三种材料的光生-电子空穴对的分离效率远高于纯物质;光催化性能测试表明,煅烧水热法制备得到浓度为0.20 mol·L^-1的MoS₂/生物结构碳光催化复合材料的产氢量较优,光照6 h后其光催化制氢产量为492.12μmol并且具有较强的可循环性。3、利用简单浸渍煅烧法、水热煅烧法和煅烧水热法制备四种不同浓度的硫化锌/生物结构碳光催化复合材料。实验结果表明,体系中生物结构碳的引入能够有效增强材料的强度并提升半导体中光生电子-空穴对的有效分离;经过公式计算三种产物的禁带宽度分别为3.14 eV、3.13 eV和3.08 eV;三种材料的光生-电子空穴对的分离效率远高于纯物质;光催化性能测试表明,煅烧水热法制备得到浓度为0.20 mol·L^-1的ZnS/生物结构碳光催化复合材料的产氢量较优,光照6 h后其光催化制氢产量为551.13μmol并且具有较强的可循环性。