石墨相氮化碳（g-C3N4）作为层状有机半导体,其体相材料的带隙能约为2.7 e V,在光电催化以及能源存储领域有着广泛的应用。但体相g-C3N4由于可见光利用率相对较低,电导率低以及光生载流子复合率较高等缺点限制了它的应用。本论文通过形貌控制、元素掺杂、与其他半导体形成异质结等方式对g-C3N4进行改性并将其应用到光催化及能源存储等领域。主要研究内容如下:1.三维（3D）g-C3N4/Mn3O4复合材料的制备及超级电容器性质研究:以Na Cl为模板通过冷冻干燥方式制备了3D g-C3N4/Mn3O4的前驱体,高温热处理后再去除Na Cl得到3D g-C3N4/Mn3O4复合材料。由于Mn3O4在3D g-C3N4嗪环网络中的均匀分布可暴露出更多的氧化还原活性位点,继而可以与电解质进行氧化还原反应来存储和释放大量电荷,这些电荷通过垂直于g-C3N4中层间的独特电荷转移通道可快速转移,因此3D g-C3N4/Mn3O4显示出较高的比电容性能。基于g-C3N4的优异的结构稳定性所制备的样品具有较高的的循环稳定性。2.非金属掺杂的g-C3N4纳米片的制备及光催化性质研究:将巴比妥酸,尿素和硫脲分别与三聚氰胺冷冻干燥形成前驱体,然后通过两步煅烧成功地将C,N和S分别掺杂到g-C3N4中。C掺杂的g-C3N4表现出良好的光催化产氢性质(2.45 mmolg-1h-1)。N、S掺杂的g-C3N4对有机染料（Rh B）表现出较好的光催化降解性质。C的引入使样品具有更大的比表面积并提供更多的活性位点,其光吸收也有显著提高促进了其光催化产氢性质。N、S掺杂使价带位置朝着更正方向移动,空穴具有更强的氧化能力促进了其光催化降解性质的提高。3.g-C3N4/Cd S复合材料的制备及光催化性质研究:通过调控前驱体的热聚合过程合成了非晶和晶相g-C3N4,利用多步吸附的方法将Cd S纳米颗粒沉积在g-C3N4上之后通过二次煅烧Cd S的形貌由颗粒转变为棒,其相由立方转变为六方。g-C3N4与Cd S形成Ⅱ型异质结抑制了光生载流子的复合,由于非晶态的g-C3N4具有较低的结晶度,更容易与Cd S形成异质结,非晶相的g-C3N4/Cd S显示较强的光催化活性。此外,二次煅烧后六方相Cd S具有较高的稳定性,且与g-C3N4复合之后抑制了其光腐蚀性,即显示出优异的光催化产氢性能,达到5440μmol h-1 g-1,是g-C3N4的5倍。