光催化技术是一种治理环境污染的理想方法。g-C3N4作为一种新型可见光光催化材料,在降解有机污染物方面具有较大潜力,是近年来光催化领域研究的热门材料。但g-C3N4光催化活性并不如人们的预期,主要是由于其比表面积小,电子传导能力差。本文通过制备介孔结构g-C3N4提升其比表面积,利用金属Ag粒子表面修饰和非金属元素O掺杂对g-C3N4进一步改性,增强其光催化活性。主要工作如下:(1)介孔结构g-C3N4(mpg-C3N4)制备工艺探索。以双氰胺为原料,纳米Si02为模板制备介孔结构g-C3N4。主要研究了 Si02模板量与pH值对g-C3N4比表面积的影响。研究结果表明,双氰胺与Si02比例为1:1,pH值为3时,制备的mpg-C3N4具有最大的比表面积,对亚甲基蓝(MB)降解实验表明mpg-C3N4的光催化活性是g-C3N4的4.98倍。(2)金属Ag粒子表面修饰对mpg-C3N4光催化活性影响的研究。使用还原法制备Ag/mpg-C3N4复合材料。在光催化体系下,降解MB的数据表明,Ag含量为3wt.%时,Ag/mpg-C3N4具有最优的光催化活性,是mpg-C3N4活性的2.89倍。通过第一性原理计算讨论了 Ag修饰影响g-C3N4光催化活性的原因。表面团簇能计算表明Ag颗粒可以稳定存在于g-C3N4表面,并且大颗粒Ag在热力学上更稳定。DFT计算表明Ag 3d轨道影响了 g-C3N4电子结构,Ag修饰促进了光生载流子分离,提升了光催化活性。(3)非金属元素O掺杂对mpg-C3N4光催化活性影响的研究。以草酸为氧源对mpg-C3N4进行掺杂。草酸添加量为40%时,光催化体系下O/mpg-C3N4对MB降解活性是mpg-C3N4的3.36倍。第一性原理计算表明O掺杂将取代g-C3N4中部分N原子。掺杂后,O 2p轨道出现在g-C3N4禁带位置,可减少电子跃迁所需能量,提升mpg-C3N4光催化活性。