随着世界人口的增加以及工业化进程的发展，人类对能源的需要越来越大。如果继续对现有的化石能源进行过度不合理开发，将来传统不可再生能源面临枯竭的危险。因此，世界各国投入大量的人力、财力、物力用来开发替代能源。无论从能源还是环境的角度来看，太阳能光催化分解水制氢可能是未来最理想的解决能源问题的途径之一。 本文有目的地选择了MWO4、MCeO3(M=Ba，Sr)两个体系的新型光催化材料，通过实验与理论计算相结合的方法，系统研究了它们的电子结构与光催化性能之间的关系。 1．通过能带调控，设计新型光催化材料 迄今为止，虽然有大量有关新型光催化材料的报道，但对影响光催化性能的因素，并不太清楚。本论文中，我们从半导体能带调控的角度，着重选择了MWO4、MCeO3两个材料体系进行研究，并详尽考察了光催化材料的电子结构对其光催化性能的影响： (1)WO3虽然具有很好的出氧活性，可是由于导带位置比H+/H2更正，无法实现同时出氢的需要。基于这个考虑，通过调节WO3的导带位置实现了析氢析氧的要求； (2)传统光催化材料的元素组成主要集中在含有d、p电子的元素，本研究通过在MCeO3中引入新的4f电子，丰富了可供选择的元素种类，也为今后的研究工作提供了实验依据。 2．理论计算与实验相结合，考察能带结构对光催化材料活性的影响 理论计算的结果，可以指导新型光催化材料的设计、开发。但是理论计算目前存在许多问题，如模型的建立、赝势的选择、参数的调整等不尽合理造成计算结果偏差过大。本文通过精心选择理论计算的参数，结果成功地解释了MWO4、MCeO3(M=Ba，Sr)的实验结果。随着对光催化材料的能带调控机制更深入全面的理解，对开发新型高效光催化材料的研究将会有更大的促进作用。