随着社会的不断进步与发展,人们对资源需求的日益增加,发展过程中对环境破坏的加重,能源问题与环境问题成为了当今社会迫切需要解决的问题,而这两种问题往往是密不可分的。研究发现,光催化技术和超级电容器技术分别作为绿色的能源开采和存储,有着广泛的实际应用潜能。近年来,一种不含金属组分、廉价、稳定的二维材料--石墨相氮化碳（g-C₃N₄）引起了研究者的广泛关注。由于其独特的层状堆积结构和电子结构,被广泛应用于光催化领域、电化学存储领域、传感器领域以及生物成像等领域。然而由于纯g-C₃N₄的导电性较差、比表面积较小以及带隙较窄等方面的问题,其应用受到了一定的限制。各种各样的方法被应用来解决这些问题,例如:表面改性、形貌控制、掺杂和形成复合材料。在这些方法之中,形成异质结成为了一种十分有效的方法来提升g-C₃N₄材料的性能。与g-C₃N₄复合的材料主要分为金属基材料和非金属基材料。大部分含金属材料的有毒性限制了其发展。在各种非金属材料中,碳材料与g-C₃N₄的复合材料展现出了优异的性能。而在这些g-C₃N₄/碳复合材料中,碳材料的高造价以及较差的体系稳定性成为了限制其发展和应用的主要因素,因而开发一种新型方法构建低成本高性能的g-C₃N₄/碳复合材料成为了一项严峻的挑战。本文首先综述了g-C₃N₄的发展尤其是在光催化领域和超级电容器领域的进展。在此基础上,构建了两个系列g-C₃N₄/碳复合材料,并且通过一系列的表征和分析,对其形成过程和在光催化领域以及超级电容器领域的应用进行了深入研究。具体内容如下。（1）光催化部分。首次选用一定比例的尿素和葡萄糖作为前驱体,采用一步双原位（两种材料在投料的时候均采用前驱体投料）法制备了界面增强的g-C₃N₄/CDs异质结催化剂CN/Gx（x=0、0.25、0.5、1和5）,x表示6 g尿素中加入的葡萄糖毫克数。透射电子显微镜（TEM）结果表明,CN/G0.5中CDs覆盖在g-C₃N₄表面,尺寸大小约为23 nm。XRD、红外光谱（FT-IR）、XPS等结果表明,所制备的复合材料的化学结构和光吸收没有明显的改变,但是光电流实验和光致发光（PL）光谱表明碳点的引入增强了复合材料内光生电子-空穴的分离。此外,制备过程中产生的氨气作为保护气体,使得碳点较好的分布在g-C₃N₄表面,并且保持了碳点的良好形貌。在可见光的照射下,2 wt%的Pt负载,20 vol%的三乙醇胺为牺牲剂的条件下,CN/G0.5光催化制氢速率为2.34 mmol g^-11 h^-1,是本体氮化碳制氢速率的4.55倍。此外,在16 h不间断的光催化产氢实验中,其光催化速率没有明显的降低,表明该材料具有较好的稳定性。（2）超级电容器部分。选用一定比例的尿素和葡萄糖作为前驱体,采用一步双原位法制备了碳包覆的g-C₃N₄纳米管复合材料TCN-x（x=100、150、200、300、500、1000）,x表示6 g尿素中加入的葡萄糖毫克数。通过分析其扫描电子显微镜（SEM）,并改变其前驱体混合方法、葡萄糖含量梯度以及焙烧温度梯度实验的设定,探索了复合材料形成管的条件和机理。在焙烧温度为550℃、葡萄糖的量为200 mg时,制备出的管状结构最均匀。通过XRD、拉曼光谱、XPS等结果表明碳材料和g-C₃N₄的成功复合,并且没有破坏它们的结构。电化学表征中,在电流密度为0.5 A g^-1时,TCN-200的电容245 F g^-1,是BCN(25F g^-1)的9.8倍。TCN-200在1000次的循环实验后,其电容仍然保持最初电容的94%,展现出了优秀的稳定性。