石墨相氮化碳（g-C3N4）作为一种共轭聚合物,在光催化和电催化领域已成为新的研究热点并引起广泛关注。由于g-C3N4具有合适的电子能带结构、稳定的化学性质、均匀分布的空间位点,以及丰富的氮配位环境,为结合金属离子提供了条件,从而有望使其同时具有光催化与电催化活性,实现污染物的高效降解。但应用于水污染控制仍存在分散性差及电催化活性较弱的问题。本论文针对以上问题,通过在g-C3N4边缘修饰亲水基团,增强了 g-C3N4亲水性,优化了其光催化产过氧化氢性能;同时,基于g-C3N4自带的空间位点和丰富的氮配位环境的特点,成功合成了金属复合g-C3N4催化剂,实现了污染物的电催化降解。本论文具体内容如下:1.氰基功能化g-C3N4光催化性能的增强。针对体相g-C3N4亲水性差、有效活性位点少而导致催化性能差的问题,利用硫氰化钾（KSCN）进行边缘修饰,通过傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪表征,确定了在g-C3N4结构边缘成功修饰了氰基,增强了催化剂的亲水性;其次,通过X射线光电子能谱和X射线衍射光谱证明了 K+离子的引入,减小了 g-C3N4的层间距,促进了光生电子-空穴对的分离,实现了电荷在层间的有效扩散和迁移。将该催化剂用于光催化生成清洁能源过氧化氢（H2O2）,产量可达到7886μmol g-1 L-1是原g-C3N4的63倍,循环实验也证明该催化剂具有良好的物理和化学稳定性。因此,从提高亲水性的角度出发对层状g-C3N4进行边缘修饰,同时减小层间距,实现了其光催化效率的提升,为非均相催化剂的改性提供了一种可行思路。2.硼改性的g-C3N4纳米管包覆钴纳米颗粒电催化还原亚硝胺。g-C3N4的结构易于掺杂其他非金属元素,且空位有利于引入各种金属元素,这些结构特点使其在电催化剂的研发中具有一定的潜力。因此,以g-C3N4为基底,通过超分子自组装的方法,合成了具有局部极化硼-氮键（B-N）的硼碳氮（BCN）纳米管,并负载了钴纳米颗粒,形成了电催化剂Co NP/BCN。在较宽的电位和pH值范围内,该催化剂对致癌性的N-亚硝胺类污染物亚硝基吡咯烷（NPYR）展现出了优异的电催化还原性能,还原效果可达99%,同时具备良好的循环稳定性。通过密度泛函理论（DFT）计算,解析了催化剂与NPYR的界面吸附能,基元反应的热力学与动力学性质,明确了催化剂电化学还原NPYR的分子机制及可能的还原反应路径,为基于g-C3N4设计与合成电催化剂提供了有效方法。