随着社会工业化的高速发展,环境污染和能源危机问题日渐加剧。光催化技术可在光催化剂作用下,将太阳能转换为化学能,便捷实现环境污染物净化,在解决能源和环境问题方面显现出优势。其中,具有宽光谱响应和高的载流子迁移率的优异光催化材料的开发至关重要。众多半导体光催剂材料中,碳化氮（g-C₃N₄）作为一种新型类石墨相结构的光催化材料,以其窄带隙、合适价带导带位置及催化稳定性被广泛的应用在光催化领域中。本论文针对g-C₃N₄可见光吸收不足和光生电子-空穴复合率高的弊端,通过杂原子掺杂和与碳材料复合手段,调控g-C₃N₄的电子结构和光吸收特性,改善g-C₃N₄的光催化活性。本论文的主要研究内容及结果如下:（1）采用简单的高温热解法合成非金属S掺杂g-C₃N₄（S-g-C₃N₄）,并且调节硫源前驱物含量调控所掺杂S的含量。通过XRD、TEM、XPS、UV-vis等一系列表征分析表明,非金属S掺杂进g-C₃N₄晶格内,取代了g-C₃N₄内的氮,且所掺杂S的含量也得到很好的调控,并且所掺杂的S也增加了g-C₃N₄对可见光的吸收。通过光催化还原UO₂²⁺实验来对其光催化活性进行考察,实验结果表明以硫脲为前驱物且加入了硫粉的S₃-g-C₃N₄材料表现出最高的光催化活性,其光催化反应速率常数是单体g-C₃N₄1.86倍。PL光谱和光电流实验研究表明,S-g-C₃N₄材料具有比单体g-C₃N₄更快电子迁移效率和电子-空穴分离效率。同时也提出了S-g-C₃N₄材料的光催化机理。（2）采用先水热在高温溶解的方法合成了管状非金属P掺杂g-C₃N₄（P-TCN）。通过XRD、TEM、XPS、UV-vis等一系列表征手段来管状P-g-C₃N₄光催化剂进行分析。分析结果显示,P进入g-C₃N₄取代部分C原子,掺杂增强了g-C₃N₄的光谱响应范围和强度,提高了价带位置,光催化还原UO₂²⁺实验结果表明,P-g-C₃N₄的光催化活性要明显的优于块状的单体g-C₃N₄,通过光电流实验和电化学阻抗实验表明,管状P-g-C₃N₄光催化剂的电子-空穴对的复合得到有效的抑制,从而有助于光催化活性的提高（3）通过简单的化学浸渍和高温热解法,将g-C₃N₄与碳纳米笼（CNCs）复合（g-C₃N₄/CNCs）。使用XRD、SEM、XPS、UV-vis以及Raman等各种表征方法对其进行分析。分析结果表明具有三维结构的CNCs能够有效的增加g-C₃N₄的表面积。在可见光下,以还原UO₂²⁺实验来对g-C₃N₄/CNCs的光催化活性进行分析。研究发现,g-C₃N₄/CNCs的光催化活性要高于单体的g-C₃N₄光催化剂,且复合的CNCs的量为2wt%时,光催化性达到最高。经光电流实验和电化学阻抗实验分析发现,g-C₃N₄/CNCs复合光催化剂的电荷迁移效率有着显著的提升,而从提高光催化效率。