随着人口的增长、城市化的推进以及人们生活标准的快速提高,全球的能源消耗和环境负担逐步加大,现在全球环境污染和能源危机日趋严重。光催化是一种可以充分利用太阳能且十分环保的理想技术,能够用来解决人类面临的能源短缺和环境问题。该技术的核心问题在于对其催化剂的开发,而在众多半导体光催化剂中,石墨相氮化碳（简称为g-C₃N₄）是一种不含金属的聚合物型的光催化材料。具有原料来源广泛、廉价易制备等优点,因此在近些年作为一种新型光催化材料而被广泛研究。但是g-C₃N₄的光催化活性依然不够理想,其主要因素之一便是其电荷分离效率不足,因此发展可行的策略来对其光生载流子进行有效调控有望解决这个问题。通常,根据调控方式又可以将其分为光生空穴的调控和光生电子的调控。因此,本论文工作从提高g-C₃N₄的光生电荷分离效率角度出发,分别从空穴调控、电子调控和电子空穴的双调控几方面入手,主要开展了以下几方面的工作:（1）探索了表面修饰氯对g-C₃N₄光生空穴的调控及光催化性能的影响。首先,以尿素为原料,通过煅烧得到g-C₃N₄纳米片。随后通过湿化学法利用盐酸将氯修饰在g-C₃N₄的表面。结果表明,在g-C₃N₄表面修饰适当的氯,有利于提高其CO₂还原及降解2,4-二氯苯酚、苯酚和罗丹明B的性能。而活性的提高主要源于引入的氯对g-C₃N₄的光生空穴具有捕获作用,通过这种捕获作用可以抑制电子与空穴的复合,进而提高电荷分离。（2）探索了表面共修饰银和二氧化钛纳米颗粒对g-C₃N₄光生电子的协同调控及对其光催化性能的影响。首先通过简便的湿化学法将锐钛矿相二氧化钛纳米粒子与g-C₃N₄进行复合。随后,通过光沉积的方法将银纳米粒子沉积到复合体上,实现银与二氧化钛的共修饰。结果表明,银和二氧化钛的引入均能够提高g-C₃N₄的光催化析氢活性,并且共修饰对其活性的提高更为明显。活性的提高主要归因于二氧化钛作为适当能级平台,能够接受g-C₃N₄的电子,促进电子空穴的分离;同时银作为助催化剂,能够促进电子参与还原反应,进而发挥协同作用大幅改善了g-C₃N₄的光催化性能。（3）探索了引入钴和镍对g-C₃N₄空穴和电子的双调控及其光催化性能的协同影响。首先,通过三聚氰酸调控的方法,以三聚氰胺为原料,在氮气保护的条件下,程序升温煅烧处理合成了g-C₃N₄。随后,通过在三聚氰酸溶液中加入硝酸钴的方法,将钴引入到g-C₃N₄的前驱体中,进而合成钴修饰的g-C₃N₄。最后,通过简便的浸渍方法,将镍修饰在所得的样品上,得到钴和镍共修饰的g-C₃N₄。结果表明,钴和镍的修饰均能够提高g-C₃N₄的光催化CO₂还原活性,且共修饰对g-C₃N₄性能的改善更加显著。性能的改善主要归因于:所修饰的钴能够捕获光生空穴进而促进水氧化反应,而镍能够捕获光生电子进而催化CO₂还原反应,两者的协同作用大幅提高了g-C₃N₄的光催化性能。