本论文围绕二维石墨相氮化碳（g-C3N4）基纳米复合材料的合成及其在光电催化和超级电容器等领域的应用进行了系统研究,具体的研究内容如下:1.Ni离子驱动的聚合过程对g-C3N4形貌、微结构及其光电化学性质的影响本部分研究了Ni离子对层状g-C3N4的热聚合动力学、形貌、微观结构和光电性能的影响。由于Ni离子对聚合反应的影响,g-C3N4从纳米片逐渐转变为不规则的管状形貌,而最终g-C3N4产物的光电化学性质强烈依赖于形貌变化。例如,不规则管状样品NCN675在可见光下表现出对于Rh B的快速降解速率,最大降解速率常数为0.046 min-1。电催化实验表明,最优条件下制备的NCN680,作为N掺杂CNT具有优良的电催化析氢（HER）和析氧（OER）性质。此外,超级电容器充放电实验证明了NCN680是作为超级电容器最合适的电极材料,当其电流密度为1 A/g时,具有较大的比电容（SC=203.95F/g）。本研究为Ni催化g-C3N4基材料的结构和性能转变提供了重要的补充。2.Ni参与的g-C3N4二次热聚合过程及其异质结产物的全解水性质研究本部分以g-C3N4为原料制备了Ni原位生长在碳纳米管上（Ni/NCNT）的异质结产物。通过一步高温热聚合和硒化作用制备了具有丰富缺陷和异质界面Ni Se2/Ni负载的N掺杂碳纳米管（Ni Se2/Ni/NCNT）。在酸性和碱性溶液中,Ni Se2/Ni/NCNT在10m A·cm-2下的过电位分别为196和220 m V,Tafel斜率分别为52和70 m V/dec。在HER和OER过程中,与其他对照样品相比,Ni Se2/Ni/NCNT显示出良好的动力学效应。Ni Se2/Ni/NCNT作为电解池电极在10和40 m A·cm-2下的电压分别为1.757和1.954 V。经过9.5小时的试验后,其全解水分解效率稳定。通过研究Ni对g-C3N4二次热聚合过程动力学以及其异质结产物的电化学性质的影响,为Ni催化g-C3N4高温热聚合过程及其产物研究提供了支持。3.MoS2/g-C3N4异质结的构筑及光催化性质研究本部分的研究包括如下三方面:（1）提出了一种使用g-C3N4、硫脲和MoO3在670℃下一步热聚合反应制备2D/2D MoS2/g-C3N4纳米异质结的方法。研究了二维MoS2纳米片在大片g-C3N4上的垂直生长机制,为后续其光催化性质和吸附性质的研究奠定基础。（2）制备了MoS2/g-C3N4（MCN）层状纳米异质结,该层状异质结显示了对于Cr（VI）的优异去除能力。研究了一种吸附与光还原共同作用去除Cr（VI）的机制。对于吸附部分,Cr（VI）的吸附是电子共享和电子转移的化学吸附过程。吸附平衡数据证明了吸附剂被单层吸附质均匀覆盖,符合Langmuir等温模型（R~2=0.9618）。此外,可见光照射下,通过光还原作用将Cr（VI）转化为无毒的Cr（III）,Cr（VI）在30分钟内被100%去除（最优催化剂）。MCN纳米复合材料中同时存在的吸附和光还原作用是高效去除Cr（VI）离子的重要原因。（3）制备了用于盐酸四环素（TCH）高效去除的纳米吸附剂MoS2/g-C3N4（MS-CN）。吸附动力学模型表明,在5 min内MS1-CN展现了对于TCH的快速化学吸附,MS-CN表面发生的是对于TCH均匀的单层的吸附,最大吸附容量为154.08 mg/g。热力学参数分析表明,TCH的吸附是一个自发的吸热过程,温度越高越有利于吸附剂对于TCH的去除。此外,TCH的吸附对溶液p H高度依赖,当p H值为7时,MS-CN展现出了对于TCH的最大吸附容量。经过四次吸附和解吸循环后,MS-CN仍保持良好的吸附性能。本部分还系统探索了多种吸附机制,包括孔隙填充、静电作用、π-π共轭和氢键相互作用等。由于吸附时间短、吸附容量大、稳定性好等优点,MS-CN是一种很有前途的抗生素吸附剂。