近年来,光催化技术蓬勃发展,有望解决当前严峻的能源危机和环境污染问题。类石墨相氮化碳（g-C3N4）因其较好的可见光响应、成本低、易制备以及稳定性好等优点,在可见光催化领域引起了研究者的广泛关注。然而,单独的g-C3N4仍存在光生电荷难分离以及光量子利用率差等缺点,这极大抑制了其光催化活性。针对此问题,本论文以g-C3N4为基础,通过对其进行表面改性并且负载适当的助催化剂,制备了三种不同的g-C3N4基复合光催化剂。具体研究内容如下:1.通过溶剂热还原法制备了超细Ru量子点/3D多孔g-C3N4（U-Ru/3Dp CN）复合光催化剂,采用多种表征方法系统地研究了所制备样品的组成、结构、形貌和光电性质,并考察了其在可见光催化下的分解水产氢活性及稳定性。结果表明,最佳复合光催化剂U-1Ru/3Dp CN的光催化产氢活性可达2945.47μmol·g-1h-1,与Pt/3Dp CN体系催化活性相近,在420 nm处的表观量子效率高达9.5%,同时具有良好的循环稳定性。理论计算结果表明,Ru/g-C3N4体系具有适合H*吸附和H2脱附的吉布斯自由能。综合以上表征与理论计算,提出了U-Ru/3Dp CN复合材料光催化产氢的可能机理,其增强的光催化产氢性能得益于超细Ru量子点作为助催化剂,从而有效促进了光生电荷的分离和转移,并加速了水还原反应动力学。2.通过自组装法制备了2D/2D Ru修饰Co P纳米片/g-C3N4纳米片（Ru-Co P/GCN NSs）复合光催化剂。采用多种表征方法系统研究了所制备样品的组成、结构、形貌和光电性质,并考察了其可见光催化分解水产氢活性及稳定性。结果表明,25%Ru-Co P-1:8/GCN NSs展现出最高的光催化产氢活性,可达1172.5μmol·g-1h-1,接近于Pt/GCN NSs体系,在420 nm处的表观量子效率可达3.49%,同时具有良好的循环稳定性。综合以上表征与实验结果,提出了Ru-Co P/GCN NSs复合材料光催化产氢的可能机理,其增强的光催化产氢性能主要得益于Ru-Co P二元助催化剂具有比单组分助催化剂更为优越的电子传输特性,有效促进了光生电荷的分离并加快了氢析出反应动力学。3.通过自组装法制备了Fe2P纳米颗粒/氮空位g-C3N4纳米片（Fe2P/NVs CN）复合光催化剂,采用多种表征方法系统地研究了所制备样品的组成、结构、形貌和光电性能,并考察了其可见光催化还原CO2性能。结果表明,体系光催化CO2还原碳基产物中只有CO产生,对CO的选择性高达100%,复合光催化剂20%Fe2P/NVs CN（1:5）展现出最高的CO产率(24.04μmol·g-1h-1),相对于H2O还原反应具有最高的CO2还原反应选择性（97.9%）,同时具有良好的循环稳定性。综合以上表征和实验结果,提出了Fe2P/NVs CN复合材料光催化还原CO2的可能机理,其增强的光催化还原CO2性能主要得益于氮空位的引入改善了能带结构和增强了可见光吸收,以及Fe2P助催化剂的负载抑制了光生电荷的复合和H2O还原竞争性反应的发生。