在近几十年来,随着科技和社会的进步,人们对能源的需求日益增加,煤碳、石油等不可再生资源已经面临能源枯竭问题。H₂（氢能）是一种具有高能量、清洁、可再生、零污染的绿色能源。最近十几年,半导体光催化制氢技术因其具有方法简单、成本低、零污染等优点受到了广泛的关注。近年来,类MOF结构和金属有机框架（MOF）材料在催化领域也得到了广泛关注。但是,目前对于MOF和类MOF结构材料所衍生的氧化物在光催化方面的研究还不够多。TiO₂作为一个典型的催化剂,在用于光催化分解水制氢时面临的主要问题是光生电子-空穴对的快速复合和对太阳光谱的利用效率低。我们注意到TiO₂与其它半导体结合构建核壳异质结构能够高效地抑制光生电子-空穴对复合,显著地增强半导体的光催化能力。所以,我们拟设计以MOF和类MOF结构为前驱体模板,制备了MOF和类MOF衍生的氧化钛基核壳复合结构,将得到的继承前驱体特点的复合结构应用于光催化分解水析氢。（1）光催化分解水析氢（PHE）需要高效的光生电荷空间分离效率以及反应底物和催化剂之间的充分接触,但是合成具有这种特性的催化剂仍然是一个挑战。因此,我们设计把TiO₂薄层均匀地包裹在多孔ZrO₂八面体上形成核壳异质结构。在该体系中,Ui O-66-NH₂是Zr作为金属位点的典型MOF之一,由于其具有大量的孔隙,特殊的形貌以及丰富的NH₂基团而被选作前驱体模板。合成的ZrO₂@TiO₂-500具有较大的比表面积(52.4 m²·g^-1),从而为表面光催化析氢反应暴露更多的活性位点。此外,TiO₂壳与ZrO₂核的紧密接触有助于光生载流子的分离和迁移,光谱和电化学表征进一步证明了光生载流子的寿命被延长和反应物传输更加容易。ZrO₂@TiO₂-500的光催化析氢速率为39.7 mmol·h^-1·g^-1,远高于ZrO₂(0.8mmol·h^-1·g^-1)和TiO₂(7.6 mmol·h^-1·g^-1)。（2）合成具有高效光生电子-空穴对分离效率的半导体催化剂仍然是一个挑战。在这项工作中,我们报道了一个新颖的方法原位合成了C₃N₄@氮掺TiO₂的六方双壳管异质结构（记为CN@TiO₂）用于光催化析氢。在这个体系中,超分子前躯体不仅作为合成六方管的模板,它还可以在热解形成CN的过程中对TiO₂进行氮掺杂。CN@TiO₂具有较高的比表面积(44.7 m²·g^-1),能够为表面催化反应提供足够的空间。光在中空六方管内壁的反射可以提高催化剂对太阳能的利用率。此外,TiO₂与CN的紧密接触有助于光诱导载流子的分离和迁移,从而提高光催化析氢效率。与CN和TiO₂比较,CN@TiO₂的光催化析氢速率为10.10 mmol·h^-1·g^-1（420 nm波长的可见光照时,催化剂的表观量子效率为6.7%）,分别是CN和TiO₂的4倍和15倍。（3）目前对于TiO₂的研究主要集中在锐钛矿和金红石相上,对于非晶相TiO₂和不同结晶度的混合TiO₂的复合结构研究较少。因此,我们以NH₂-MIL-125（Ti-MOF）衍生获得的高结晶TiO₂为前驱体模板,钛酸四丁酯在其表面原位水解形成一层无定形TiO₂纳米片,得到高结晶TiO₂@无定形TiO₂同质核壳结构（简写为C-TiO₂@A-TiO₂）,将其应用于光催化分解水制氢。合成的C-TiO₂@A-TiO₂具有较好的析氢效率(11.43 mmol·h^-1·g^-1),析氢速率的提高可以归因于其较大的比表面积,同时同质核壳界面会促进光生载流子的迁移和分离,抑制电子-空穴对的复合。