随着化石燃料的枯竭,核能和氢能被人们认为是未来主要能源中的两种。由于核能生产所产生的废料具有放射性,对人类和环境危害极大,因而限制了其大规模实用。众所周知,海水占了地球上70%以上的面积,如果将这些海水中的氢全部还原出来加以利用,其所释放出的能量将是地球上全部化石燃料燃烧所放出能量的数千倍。且使用氢能所产生的水不仅对环境无害,还可以重复利用。所以氢能源是一种真正的清洁、可再生能源,对人类发展而言十分重要。目前,还原水制氢的方法多种多样,其中利用太阳能进行光还原水制氢的方法被认为是一种环保、节能、简单、高效的制氢方法,应用前景非常广阔。但要使其在未来得到大规模应用,还需要解决一系列关键问题,如快捷、简便的催化剂制备方法、如何制备高效且价格低廉的光催化剂等。基于此,我们利用廉价的有机染料作为敏化剂,设计了一系列染料-CuO-MWNTs光催化体系,并考察了其光催化还原水制氢活性。在此基础上,进一步系统研究了各种因素对染料-CuO-MWNTs催化体系光催化还原水析氢活性的影响,利用紫外可见光谱、荧光光谱等手段探讨了催化体系的催化机理。此外,从实用的角度,我们还对该催化体系的快速制备进行了初步研究。论文的主要研究内容如下：采用浸渍-热分解法制备了负载有CuO的多壁碳纳米管(CuO-MWNTs).用曙红Y(Eosin Y)和维生素B12(VB12)复合染料作为敏化剂,通过简单吸附构建了Eosin Y/VB12-CuO-MWNTs复合光催化体系。然后考察了该复合光催化体系的光催化还原水制氢活性,并对其催化机理进行了探讨。此外,系统研究了Eosin Y和VB12摩尔比,复合染料、MWNTs和CuO的质量比,牺牲剂浓度以及溶液pH值等因素对光催化体系制氢行为的影响。最后,从实用的角度,考察了该催化体系的使用寿命。结果表明：该复合光催化体系具有很高的光催化活性及较长的使用寿命,其制氢速率为649.3μmol·g-1·h-1,使用寿命可达184h,因而是一个有前途的光还原水制氢催化剂。在该体系中VB12具有重要的作用,它的引入可以显著地改善EosinY-CuO-MWNTs的光催化性能。其作用机制是通过使EosinY-CuO-MWNTs催化体系中的光生电子转移效率得到提高,从而增强体系的催化活性。采用采用浸渍-热分解法制备了CuO-MWNTs.用Eosin Y和罗丹明B(RhB)复合染料作为敏化剂,通过简单吸附构建了Eosin Y/RhB-CuO-MWNTs复合光催化体系。随后,对上述催化体系的光催化还原水制氢性能进行了检测,并考察了各种因素对复合光催化体系制氢行为的影响以及催化体系的使用寿命。在此基础上,对该体系的光催化机理进行了初步讨论。结果表明,该体系具有优异的光催化性能,其制氢速率高达1170.5μmol·g-1·h-1,但是其使用寿命较短,仅为64h。在该体系中,RhB作用与VB12类似,它的引入也可以提高体系中的光生电子转移效率。有所不同的是,RhB的引入还可以使体系工作波长范围的得以拓展。用酸化处理过的MWNTs作为载体,尝试用机械研磨法在MWNTs上负载CuO纳米颗粒。所得产物用XRD、XPS、TEM等测试手段进行了表征,结果证明利用机械研磨法可以将CuO纳米颗粒负载在MWNTs上。随后,利用Eosin Y为敏化剂,构建了Eosin Y-CuO-MWNTs催化体系,并以三乙醇胺为牺牲剂,考察了其光催化制氢活性。结果表明,使用通过机械研磨法制备的CuO-MWNTs可以得到高效的光催化还原水制氢催化剂。与常规的浸渍-热分解法相比,机械研磨法不仅简便、制备条件温和、快速,而且还可以提高催化体系的光催化活性。