能源危机和环境污染已成为当今世界各国面临的严峻挑战,寻求绿色可持续的新能源是解决这一问题的重要举措。太阳能因其普遍、易得广受关注。将太阳能转化为电能和化学能是能源领域的研究热点,其中半导体材料一直是能量转换的核心。以纳米TiO2为基底的复合材料在太阳能电池、光催化降解污染物、裂解水产氢方面具有优异的表现。其中,一维TiO2纳米棒阵列（TNR）因其自身密集有序的结构在诸多形貌中备受关注。本文中采用水热法在FTO导电玻璃上制备出高度有序的TNR,通过贵金属沉积和窄带隙半导体复合等方法对TNR进行改性处理,并研究了复合材料的表面形貌结构、光电化学和光催化性能。具体研究内容如下:实验中,采用水热法和光沉积法制备了Ag/MoS2/TNR三元复合光催化剂。对样品的形貌、微观结构、光学、光电化学和光催化性能进行了表征。实验结果表明,当反应时间为12 h时,Ag/MoS2/TNR异质结构阵列展现出最佳的性能。在瞬态光电流和光催化测试中,Ag/MoS2（12h）/TNR表现出最佳的光电流密度（120μA/cm~2）和光催化效率（75%）,这分别是裸TNR的12倍和5倍。优异的光电化学和光催化性能可以归功于Ag纳米颗粒的等离子共振效应和半导体间异质结构的存在,它们不仅增强了样品对可见光的吸收,也加速了光生载流子在界面间的转移。因此,Ag/MoS2/TNR材料在光电转化、光催化领域具有潜在的应用价值。利用连续水热法制备了新型双Z型Bi2S3/BiVO4/TiO2（BVT）异质结构光催化剂。将BiVO4/TiO2（VT）两元光催化剂原位转化为具有较大光学吸收系数的BVT三元光催化剂。与TNR阵列相比,BVT光催化剂将光吸收范围扩展到近红外,并具有持续的高吸收强度。光电化学测试表明,BVT（4）具有最高的瞬时光电流（110μA/cm~2）,比TiO2（10μA/cm~2）高出约11倍。通过在可见光照射下降解甲基橙（MO）,研究了所有样品的光催化性能。结果表明,BVT（4）具有最佳的降解效率（76.3%）,比裸TNR（19.7%）高出约4倍。突出的光电化学和光催化性能可归因于双Z型的电荷转移机制,它有效地促进了电子空穴对的分离和转移,从而使积累在不同半导体上的电子和空穴具有较强的氧化还原活性。这种新型的双Z型异质结构光催化剂具有卓越的性能表现,对TiO2基光催化材料的设计和制备具有重要的指导意义。