随着社会的进步与发展,环境污染与能源短缺成为当今人类亟待解决的两大问题,新能源的开发与新型催化剂的研究成为科研工作者们新的目标。一种非金属有机聚合物半导体材料—石墨相氮化碳（g-C₃N₄）凭借其电子结构,优良的热稳定性,物理化学稳定性,抗酸碱腐蚀的性质以及制备方法简单多样的特点吸引众多研究者的关注,在光催化领域大放异彩。但是由于g-C₃N₄的比表面积不大,光生电子空穴对的复合效率较高,应用受到限制。因此对g-C₃N₄的改性研究迫在眉睫:对氮化碳的形貌进行调控,增大其比表面积,增加光催化反应活性位点数目;通过掺杂金属、非金属元素,与其他新型材料进行物理复合,形成异质结来提高电子转移速率,抑制光生电子空穴对的复合。这些都是有效提高石墨相氮化碳光催化能力的手段。本文围绕氮化碳基复合光催化剂的制备及光催化性能进行研究,具体内容如下:1.使用磷酸氢二铵（（NH₄）₂HPO₄）与尿素（CO（NH₂）₂）通过一步法制备磷元素原位掺杂的氮化碳（P-CN）,再将P-CN与硫代乙酰胺（TAA）和乙酸镉（Cd（CH₃COO）₂）通过水热法制备CdS/P-CN复合光催化剂,在可见光下表现出优异的光催化活性。磷元素的掺杂量为3%,CdS的负载量为45%时,反应20分钟,罗丹明B（Rh B）的降解率达到90%。通过循环测试证明,CdS/P-CN复合光催化剂具有良好的循环稳定性。磷元素的掺杂,g-C₃N₄与CdS形成异质结,改变了g-C₃N₄的结构,加快了载流子的分离与传递,有效地抑制光生电子空穴对的复合,提高了材料的光催化能力。为了探索不同反应基团在光催化反应中的作用,将相应的自由基清除剂添加到催化体系中,结果证明在光催化降解反应过程中,起主要作用的是超氧自由基（·O₂^-）。2.以尿素为前驱体通过热聚合法制备石墨相氮化碳,再以g-C₃N₄与赤磷（P）,氯化镍（NiCl₂）为原料,通过简单的煅烧合成Ni₅P₄/g-C₃N₄复合光催化剂,具有优秀的光催化降解、制氢性能和优良的循环稳定性。Ni₅P₄的负载量为3%时,光催化活性最佳,反应25分钟,Rh B的降解率达到95%,并且具有较高的产氢速率(1013.88μmol g^-1 h^-1)。利用电化学工作站进行电化学阻抗谱测试,结果表明纳米复合材料的表面电阻很低,在异质界面处形成电子快速传输的通道,有效提高电荷分离速率。在该光催化体系的反应过程中,超氧自由基（·O₂^-）起到最主要的作用。