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类石墨结构的氮化碳(g-C3N4)半导体材料拥有优良的光催化性、热稳定性、和较高的太阳能转化率等特性,已在光解水制氢和环境污染治理等领域得到了广泛的研究。此外,理论预言g-C3N4通过功能化修饰可以得到室温铁磁性,这使得g-C3N4在新一代无机非金属自旋电子器件中有潜在的应用。目前,有关g-C3N4的磁特性研究仅存在于理论计算中,对于g-C3N4的磁性起源和磁性调控还处在探究阶段,这阻碍了它在自旋电子器件中的发展。针对这些问题,我们从实验上制备了超薄的g-C3N4纳米片以及g-C3N4+Fe3O4复合材料,详细研究了它们的室温铁磁性和光催化性能,得到了以下结论：1、以尿素为原料,通过热缩聚反应得到了一系列不同温度下的超薄的g-C3N4纳米片样品。磁性测试的结果显示所有样品都具有室温铁磁性,在排除了样品中存在铁磁性元素的污染之后,表明样品的室温铁磁性是其内禀特性。同时还发现样品的饱和磁化强度以及样品内部的C缺陷含量都随着热处理温度的升高而逐渐降低,暗示着样品的室温铁磁性与C缺陷有关。第一性原理计算的结果证实了样品的室温铁磁性起源于样品内部的C缺陷,而且缺陷含量越大磁性越强。后续的相关实验则进一步验证了这一说法,并利用两种化学方法实现了对g-C3N4室温铁磁性的调控。这一研究,丰富了g-C3N4的特性,使得g-C3N4在自旋电子器件中的运用成为可能。2、利用一步水热法制备了可磁性分离回收的g-C3N4+Fe3O4复合光催化材料。该材料在太阳光的照射下,通过活化H202分解生成活性羟基(·OH)和活性氧(·O2-)等物质,达到快速降解有机污染物的目的。测试结果显示g-C3N4+Fe3O4复合体系可使20 mg门L罗丹明溶解在2 h内的降解率为98%。该材料具有的优点是制备方法简单,对外加磁场响应快,能反复利用,使用太阳光这一清洁能源,光催化效果好,生成物无污染等。