随着化石燃料的日益消耗,能源短缺和环境污染的问题日益突出,尤其是近年来各类化工废水排放量的不断增加,导致我国水体大面积污染,这就需要我们解决目前严峻的水污染问题,半导体光催化技术利用自然界的太阳光驱动一系列的光催化反应,近年来被广泛应用于有机废水的治理。本文以新型的有机聚合物半导体g-C₃N₄为研究对象,选取钾元素和碘元素对g-C₃N₄进行了掺杂改性,进一步提升其光催化性能。本文首先以硫脲、二氰二胺、三聚氰胺和尿素四种材料为前驱体,采用热聚合法分别制备出g-C₃N₄材料,对其进行了SEM、XRD、FT-IR、UV-Vis、BET以及元素分析等表征,以亚甲基蓝为目标污染物进行光催化降解实验,并对其稳定性进行了考察,基于以尿素为前驱体制得的g-C₃N₄比表面积最大,对可见光的响应范围最宽,对亚甲基蓝的降解率较高,因此选取尿素为前驱体对g-C₃N₄进行掺杂改性。以尿素为前驱体,以硝酸钾为掺杂剂,热聚合法制备出一系列不同钾元素掺杂量的g-C₃N₄材料,对其进行了一系列表征分析,对其光催化活性和稳定性进行了考察,并对其反应机理进行了推测。结果表明,钾元素的引入并没有破坏g-C₃N₄的原始晶体结构,钾元素在g-C₃N₄中以K-N键的形式存在,光催化降解实验表明K_0.3-C₃N₄对亚甲基蓝的降解率最高,达到94%,重复使用4次后仍能达到80%左右。以尿素为前驱体,以碘化铵为掺杂剂,热聚合法制备出一系列不同碘元素掺杂量的g-C₃N₄,对其进行了一系列光学和电学表征分析,并分别对其光催化活性和稳定性进行了考察,最后推测了其可能的光催化反应机理。结果表明,碘元素的存在没有破坏g-C₃N₄的原始结构,XPS显示I元素在g-C₃N₄晶体结构中以C-I共价键存在,I_0.02-C₃N₄的比表面积最大,光吸收特性最强,光生电子-空穴对的分离和迁移速率最快,对亚甲基蓝的降解率最高,120 min时达到了84%,重复使用4次后达到80%。