光催化技术由于其环境友好,高稳定性,活性强等优点,在环境保护和能源领域受到了密切的关注,特别是在光催化降解水中污染物方面。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）是典型的非金属半导体,由于良好的化学稳定性,较好的热稳定性以及特殊的光电化学结构,并且简单易制备,原料来源广泛,成本低,使它在环境光催化,能源光催化和光催化合成等领域得到了深入的研究。然而简单煅烧法制备的g-C₃N₄其较小的比表面积和高的电子空穴复合率,使其光催化活性较差,实际应用被局限。为了提升g-C₃N₄的光催化活性,抑制光生电子与空穴的复合,通过改变g-C₃N₄的微观形貌结构,g-C₃N₄和其他半导体、贵金属、金属等复合来调整能带结构。本研究采用了两种常见方法来对g-C₃N₄进行改性,以提高g-C₃N₄的光催化活性。1)通过掺杂氧化钼（MoO₃）,制备了MoO₃/g-C₃N₄复合材料并探究了它的光催化性能。2)利用飞秒激光处理改性g-C₃N₄的形貌结构,得到了新型催化剂。选用罗丹明B（RhB）作为目标污染物,通过测定催化剂光催化降解效率,重复利用率以及材料不同质量比的催化性能差异。同时,研究了MoO₃/g-C₃N₄对不同染料的降解性能,讨论了材料的催化降解机理。主要研究结论总结如下:1、采用混合煅烧法制备了一系列不同质量比的MoO₃/g-C₃N₄复合光催化剂,通过表征分析以及光催化降解RhB的实验,可以得出MoO₃的掺杂,有效的提高了纯g-C₃N₄的光催化性能。当MoO₃的掺杂率为7.5%时,MoO₃/g-C₃N₄复合材料的光催化效果最佳,能在约20 min内降解98%的RhB溶液。实验结果表明,MoO₃/g-C₃N₄复合材料稳定好并对多种染料都有明显的降解优势。对MoO₃/g-C₃N₄光催化降解机理进行分析,主要发现以下几个原因:1)异质结结构减少了光载流子和空穴之间的复合,提高了光生载流子和空穴的利用率;2)活性·O₂^-自由基和空穴在光催化降解反应中起主要的作用,·OH在RhB降解中的作用较小;粒子间电荷转移方式为Z-scheme型方式。2、通过激光技术改性制备了一系列不同激光处理时间的g-C₃N₄,通过对材料表征分析,发现g-C₃N₄层被剥离,呈现出多孔结构。光催化降解实验得出激光处理后g-C₃N₄,极大程度上提高了光催化活性且有较好稳定性。通过电化学实验结果表明激光处理后减少了g-C₃N₄中光载流子和空穴之间的复合,提高了光生电子和空穴的利用率,提升了材料的催化效果。通过自由基清除实验和光电化学分析等方法,得出了·OH在RhB降解中的作用较小,主要起作用的是活性·O₂^-自由基和空穴。激光处理g-C₃N₄的光吸收变化不是影响光催化活性的因素。g-C₃N₄结构的变化可能是提高光催化活性的原因。本研究以增强g-C₃N₄的光催化活性为研究目标,主要通过将g-C₃N₄与MoO₃复合,以改变光生电子与空穴的传递方式,来增强g-C₃N₄的光催化活性;其次,利用激光技术处理g-C₃N₄,剥离出薄层多孔的g-C₃N₄,以促进光生电子与空穴的分离。通过光催化降解实验,材料的表征以及自由基捕获实验等方法,探讨了g-C₃N₄与MoO₃复合后以及激光处理后光催化活性提升的原因;分析了光催化剂降解染料的机理以及影响光催化活性的因素。本课题研究成果可以为g-C₃N₄在光催化降解有机污染物领域的应用提供一些科学支撑。