水体中的有机污染物和重金属因其高毒性和难降解等问题日益引起人们的关注。半导体光催化技术在太阳光激发下可以产生大量活性自由基,如·O2-和·OH等,在去除水体污染物领域显示了良好的应用前景。石墨相氮化碳（g-C3N4,CN）是一种层状非金属聚合物光催化材料,因其具有合适带隙（2.7 eV）、制备方法简单、成本低、稳定性好等优点而备受关注。然而,单纯的CN光吸收范围窄且光生载流子复合率高,限制了其实际应用。因此,对CN进行适当改性并优化相应材料的光催化体系以进一步提升光催化性能颇有意义。本论文以CN为研究对象,通过构筑异质结和金属元素掺杂等方式对其结构进行调控,提高其光生载流子的分离能力,并用于光催化活化草酸去除水中有机污染物和重金属离子。主要研究内容如下:1.以不同量NH4Cl为动态气体模板剂,通过热缩聚三聚氰胺制备多孔CN;以FeSO4·7H2O为铁源、Na2WO4·2H2O为钨源,采用水热法制备FeWO4纳米片;采用超声分散结合静电自组装工艺构筑一系列S型FWO/CNS异质结。利用XRD、FT-IR、TEM、N2吸附-脱附、XPS等手段确认了所制材料的组成、结构和形貌,并证实在所构筑的异质结中电子从CNS流向FWO。光电流、EIS、PL和TRPL分析表明所构筑的异质结明显提高了光生载流子的分离效率。光催化降解RhB实验表明,1%FWO/CNS性能最佳。与单纯的1%FWO/CNS相比,1%FWO/CNS异质结在可见光照射下活化草酸（即1%FWO/CNS-OA-vis体系）对RhB降解和Cr（Ⅵ）的还原速率分别提升4倍和3倍,且去除RhB和Cr（Ⅵ）的混合溶液可以进一步提升对Cr（Ⅵ）的还原性能。此外,1%FWO/CNS-OA-vis体系具有较优异的循环稳定性,三次循环实验后,仍能保持良好的光催化活性。LC-MS与XPS分析、ECOSAR程序预测及细胞毒性实验表明,经1%FWO/CNS-OA-vis体系处理后,RhB、Cr（Ⅵ）得以有效降解或还原,相应生物毒性显著降低。自由基捕获实验表明在降解RhB过程中主要的活性自由基是·O2-和·OH。ESR谱分析证实活化草酸可以产生大量活性自由基。DFT计算结果进一步表明,由于CNS和FWO费米能级存在差异,两者接触后,电子从CNS流向FWO,建立内建电场,从而促进了光生载流子的分离。2.由第一部分工作可知,在1%FWO/CNS-OA-vis体系作用下,铁基材料可以与表面吸附的草酸生成高活性配合物[FeⅢ（C2O4）3]3-,进而生成还原性自由基·CO2-。为进一步提高金属原子的利用率,以Fe（NO3）3为铁源,采用直接焙烧法在CN引入铁单原子,制得一系列Fe-CN复合材料,并利用诸多表征技术分析其组成、结构、形貌、光吸收特性及光生电荷分离效率。结果表明,在CN中成功引入Fe单原子的同时增大了材料的比表面积,有助于提供更多的活性位点。此外,在所制复合材料中Fe与CN中N相配位形成Fe-N键,有利于电荷转移,进而提高光生载流子的分离效率。在可见光照射下,0.4%Fe-CN活化草酸表现出优异的光催化还原Cr（Ⅵ）性能,光照15 min时对Cr（Ⅵ）的去除率即可达到100%。同时,该体系具有优异的循环稳定性,即便在三次循环实验后,对Cr（Ⅵ）的去除率依然可保持为99%。自由基捕获实验表明,0.4%Fe-CN光催化活化草酸体系还原Cr（Ⅵ）反应中的主要活性自由基是CO2-。ATR-FTIR谱分析表明0.4%Fe-CN表面生成MB配合物,因而提高了光催化性能。