随着工业化的发展,人们对能源的需求越来越大,随之带来的是化石能源的过度开采和环境的日益污染。人们急需发展新型能源来满足未来的发展需求。氢气作为一种成熟的新能源载体,有着燃烧热值高、无毒、无污染等优点,一直以来受到人们的广泛推崇。目前氢气的生产方式主要是化石燃料催化转化制氢、电解水制氢等,但这仍然会造成化石燃料极大的浪费。由于生产过程只需要水作为原料,光催化产氢技术被认为是生成氢气最清洁的方法。同时,光催化技术还在有机染料降解方面有着潜在的应用价值。因此,光催化技术一直引起人们极大的研究兴趣。在此,采用简单的水热方法,利用g-C₃N₄和TiO₂的能带差别,通过改变反应条件,选择不同反应原料、改变反应物的摩尔比、调控反应形貌等,制备出不同的Z机制g-C₃N₄/TiO₂复合光催化剂。通过结合分步煅烧法,得到的管状氮化碳,制备了Z机制管状g-C₃N₄/Ti O₂复合光催化剂;通过利用质子化得到氮化碳量子点（g-CNQD）,制备出Z机制g-CNQDs/Ag/TiO₂微球复合光催化剂;通过利用热刻蚀得到的高结晶度氮化碳（CN-E）,制备出可见光响应良好的Z机制g-C₃N₄/TiO₂复合光催化剂。对不同复合光催化剂进行了相关表征,通过光催化产氢和降解有机染料（罗丹明B）对光催化效果进行了测试。最后通过相关实验探究了可能的光催化机理。具体主要从以下三个方面展开工作。（1）首先采用分步煅烧法,以尿素为前驱体制备出了管状的氮化碳,以此来提高反应的活性位点。然后,通过水热法以四氯化钛为钛源在氮化碳纳米管表面原位生长出混晶的二氧化钛,以此来提高电子空穴的高效分离。最终制备出Z-机制管状g-C₃N₄/TiO₂复合光催化剂。探究了不同TiO₂负载量对Z-机制管状g-C₃N₄/TiO₂复合光催化剂产氢和降解罗丹明B性能的影响。实验表明,混晶TiO₂的负载显著提高了催化剂的催化性能,当TiO₂的负载量为20%时催化效果最佳。利用对苯二甲酸为探针进行了·OH自由基捕获实验,结合光致发光光谱（PL）、莫特肖特基曲线和UV-Vis固体漫反射光谱图,确定了反应的光催化机理,为Z-机制光催化反应。该方法为管状氮化碳和混晶二氧化钛的制备提供了设计思路。（2）利用氮化碳量子点电子利用率高的优点,结合银纳米粒子的电子捕获和传导作用,构建了g-CNQDs/Ag/TiO₂微球复合光催化剂。TiO₂光催化效果明显提升。探究了不同g-CNQDs负载量对光催化产氢和降解罗丹明B性能的影响,确定出最优氮化碳量子点负载比。结果表明,在g-CNQDs的负载量为5%时,催化剂的催化效果最佳,产氢量可以达到1471.68μmol/（g.h）,在1小时以内可以将10ppm罗丹明B几乎完全降解。实验探究得到该催化剂是以Ag为电子传输导体的Z机制结构。（3）为了解决热聚合过程不彻底造成的氮化碳结晶度低的问题,采用热刻蚀的方法,制备出高结晶度的氮化碳（CN-E）负载到TiO₂上,制备出g-C₃N₄/TiO₂复合光催化剂,通过探究不同CN-E负载量对可见光催化产氢和降解罗丹明B性能的影响,确定出最优CN-E负载比。当g-C₃N₄添加量为60㎎时,样品的可见光产氢可以达到170μmol·g-1·h-1,1小时以内可以将10 ppm罗丹明B完全降解。最后,利用对苯二甲酸为探针进行了·OH自由基捕获实验,结合光致发光光谱（PL）、莫特肖特基曲线（MS）和UV-Vis漫反射光谱图,确定了反应的光催化机理,为Z机制结构。