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化石能源供给的衰竭和生态环境污染的严峻迫使人类加强对新清洁能源的开发和对环境污染的治理。光电催化技术在可持续能源转换和环境污染治理领域具有非常大的发展潜力,特别是利用太阳能驱动的光电催化技术引起了越来越多的关注。传统的贵金属和金属类光电催化剂虽具有优异的催化活性与效率,但商业化应用受到了贵金属稀缺性、金属化合物低稳定性以及低太阳光响应度的严重限制。近年来,石墨相氮化碳（g-C3N4）由于特殊的类石墨结构和光电特性,展现出了在光电催化领域的巨大潜力。但在实际应用中,g-C3N4的光催化活性仍需要改进。本文通过构建异质结和掺杂异质元素对g-C3N4的组成、结构和形貌进行改性,研究了g-C3N4改性前后光电催化性能的变化,并探究了g-C3N4改性的机理,具体概述如下:1、利用三聚氰胺在碱溶液中的部分水解,构建了片层结构的g-C3N4/g-C3N4同质结,具有比表面积大、界面接触丰富、传质通道多等特点。同质结中Z-型的传输机制促进了光生载流子的有效分离和活性物质的产生。表现出了高效的光电催化OER、HER性能:在1.0mol/L和0.5mol/L的NaOH和H2SO4溶液中,10mA/cm2的电流密度下的过电位分别为383.4mV和150.1mV,Tafel斜率分别为69.52mV/dec和67.93mV/dec;在碱性溶液中持续工作7h仍很稳定。该工作为构建具有高光响应性能的OER/HER双功能催化剂实现更高的水分解催化活性提供了一种简便而有效的方法。2、通过铁元素介入的影响,制备了铁掺杂的类棒状g-C3N4。适量的铁掺杂优化了g-C3N4的形貌,使g-C3N4保留了前驱体中原有的棒状结构,并在表面生成了片结构。片层棒状结构的形成增强了g-C3N4的吸附能力、电荷转移能力和对可见光的吸收能力,有利于吸附更多的污染物小分子和产生更多的光生载流子用于光催化反应,大大提升了光催化性能:光催化降解罗丹明B（RhB）的降解效率提升至90%,降解速率为0.501 h-1提升近3.4倍。该工作为构建高活性、高光响应的光电催化剂实现高效分解有机污染物提供了新的思路。