石墨相氮化碳（g-C₃N₄）是一种具有较高的化学稳定性的半导体材料,它有较为合适的带隙宽度（约为2.7 eV）和带边位置,被认为是一种潜力巨大的新型光催化材料。对于光催化材料来说,从材料本身对其进行改性是持续提高其光催化性能的核心。本论文通过共聚改性和半导体复合的方法,成功设计并合成出可见光增强型、可控缺陷型、Co3O4半导体复合的g-C₃N₄基半导体材料,并考察了g-C₃N₄基光催化材料在可见光下光解水制氢的催化活性。具体研究内容如下:（1）通过热聚合法制备得到一系列可见光增强型CN-THDTx光催化材料。对CN-THDTx材料的形貌、结构、光学性质等方面进行表征分析,结果表明THDT单体作为反应物与三聚氰胺进行聚合反应时,会在一定程度上增强g-C₃N₄基材料的光吸收能力,优化其能带结构,增强光解水反应的还原能力。特别是以加入15%的THDT单体得到的CN-THDT0.15材料,表现出最为优异的催化性能,可见光下其光解水制氢的活性提高了2倍。（2）通过简单的一步反应,以热聚合的方法制备可控缺陷型g-C₃N₄基光催化材料。g-C₃N₄基材料表面的缺陷可以通过选择不同的前驱体,进而控制缩聚反应中反应物的聚合位点,达到控制材料中缺陷形成的含量。XPS,EPR以及PL的分析结果证明改性后的g-C₃N₄上存在缺陷。光解水制氢结果表明,具有缺陷的g-C₃N₄材料的光催化活性明显高于单体g-C₃N₄,尤其是CN-DPT材料表现出最优异的光催化活性,产氢活性提高了10倍。（3）通过一步热聚合法制备Co3O4/g-C₃N₄复合半导体材料。从光解水的反应条件对g-C₃N₄基材料进行优化,设计出在无贵金属助催化剂时,实现光解水制氢性能的g-C₃N₄基光催化剂。实验表明在可见光（λ≥420 nm）下、温度为25℃时,Co3O4/g-C₃N₄复合半导体材料表现出光解水产氢的性能。对x Co3O4/g-C₃N₄复合材料的形貌、结构、光学性质进行分析,结果表明Co3O4复合有利于提高g-C₃N₄的可见光响应、改善氮化碳的形貌,同时Co3O4与g-C₃N₄形成的异质结结构能够促进光生载流子分离,从而提高光解水产氢的活性。光解水产氢性能测试表明,3%Co3O4/g-C₃N₄复合材料具有较优异的光催化活性。此外,在3%Co3O4/g-C₃N₄复合材料引入DPT单体后,能够进一步提高g-C₃N₄材料的催化活性。