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化石能源的消耗会造成严重的环境污染，因此寻求更清洁的替代能源引起了极大关注。由于氢能无污染和太阳能取之不竭，因此通过光催化制氢正成为提供可再生能源载体的一种有前途和有吸引力的方式。此外，由于TiO2半导体于1972年首次用于水分解，因此已经开发了许多半导体用于光催化制氢，例如金属氧化物、金属硫化物和氮氧化物。其中，金属硫化物具有在过去的几十年中，因其合适的电子带隙、能带位置，丰富的活性位点以及较高的光催化活性而受到关注。然而，其光催化活性仍然受到光生电子-空穴对的快速重组的限制，因此，迫切需要制备低成本、高性能的光催化剂。通过离子掺杂金属硫化物纳米催化剂，可在禁带中产生高于原始价带的供体能级或低于原始导带的受主能级，以使光催化剂对可见光作出反应。光催化剂掺杂离子不仅有助于吸收可见光，而且还通过俘获电子或空穴来抑制光生载流子重组，从而提高光催化析氢效率。本文主要研究了Ni和Cu掺杂对Mn0.5Cd0.5S形貌及性能的影响。
（1）通过胶体化学法合成了棒状结构的Ni 掺杂的Mn0.5Cd0.5S固溶体(Ni-MCS)。掺杂Ni并没有改变Mn0.5Cd0.5S固溶体的形貌。当Ni掺杂含量为4%，Ni-MCS的光催化析氢性能将高达12.8 mmol·g-1·h-1，比Mn0.5Cd0.5S单体性能提高了6.4倍，且Ni-MCS表现出良好的光催化稳定性。Ni-MCS 高的光催化活性可以归因于以下原因：一方面，掺杂的Ni2+在缩小带隙和降低光产生的载流子的复合率方面起着关键作用，可显著提高催化剂的活性和稳定性；另一方面，掺杂Ni2+，Mn0.5Cd0.5S纳米棒的长度显著缩短，可有效缩短光生电子到达活性位点表面的时间，降低光生电子和空穴的复合率，提升光催化析氢活性。
（2）通过胶体热注射法制备了高结晶度六方锥状 Cu 掺杂的 Mn0.5Cd0.5S 固溶体(Cu-MCS)。掺杂Cu改变了Mn0.5Cd0.5S固溶体的形貌，而且显著影响其光学性能。掺入铜离子，Mn0.5Cd0.5S的导带电势向更负的方向移动，这有利于水分解。Cu-MCS(5％)固溶体在可见光照射下析氢速率达到14.8 mmol·g-1·h-1，约为单体Mn0.5Cd0.5S固溶体 (1.99 mmol·g-1·h-1) 的7.4倍。Cu-MCS的光催化析氢性能得到显著提升，这主要是由于光生电荷载流子快速分离和转移，以及可见光范围内的光吸收能力增加。
（1）通过胶体化学法合成了棒状结构的Ni 掺杂的Mn0.5Cd0.5S固溶体(Ni-MCS)。掺杂Ni并没有改变Mn0.5Cd0.5S固溶体的形貌。当Ni掺杂含量为4%，Ni-MCS的光催化析氢性能将高达12.8 mmol·g-1·h-1，比Mn0.5Cd0.5S单体性能提高了6.4倍，且Ni-MCS表现出良好的光催化稳定性。Ni-MCS 高的光催化活性可以归因于以下原因：一方面，掺杂的Ni2+在缩小带隙和降低光产生的载流子的复合率方面起着关键作用，可显著提高催化剂的活性和稳定性；另一方面，掺杂Ni2+，Mn0.5Cd0.5S纳米棒的长度显著缩短，可有效缩短光生电子到达活性位点表面的时间，降低光生电子和空穴的复合率，提升光催化析氢活性。
（2）通过胶体热注射法制备了高结晶度六方锥状 Cu 掺杂的 Mn0.5Cd0.5S 固溶体(Cu-MCS)。掺杂Cu改变了Mn0.5Cd0.5S固溶体的形貌，而且显著影响其光学性能。掺入铜离子，Mn0.5Cd0.5S的导带电势向更负的方向移动，这有利于水分解。Cu-MCS(5％)固溶体在可见光照射下析氢速率达到14.8 mmol·g-1·h-1，约为单体Mn0.5Cd0.5S固溶体 (1.99 mmol·g-1·h-1) 的7.4倍。Cu-MCS的光催化析氢性能得到显著提升，这主要是由于光生电荷载流子快速分离和转移，以及可见光范围内的光吸收能力增加。