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石墨相的氮化碳(g-C3N4)是一种直接带隙半导体，理想条件下室温禁带宽度为2.7eV左右，因为具有与碳材料相似的层状堆积结构和sp2杂化的π共轭电子能带结构，因此g-C3N4被认为是最有可能代替碳材料的新型应用功能材料。近年来，因为g-C3N4被发现在可见光下具有良好的光催化活性，作为一种新兴的非金属可见光催化剂得到了国内外广泛的关注和研究。本文制备的g-C3N4基功能材料，通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、傅里叶红外光谱（FTIR）、紫外可见漫反射光谱(DRS)、氮吸附脱附测试表征了其形貌和结构，评价了材料的催化活性，探索了光催化活性增强的机理。本论文主要研究内容包括：(1)利用改良的溶液高温热聚合法，选择有机物三聚氰胺做为前驱体,在不使用任何模板的前提下分别制备出g-C3N4纳米棒、微米锥、多孔四棱柱三种准一维形貌的g-C3N4材料。通过溶液中产生铵盐的诱导作用，有效改善了传统热聚合法制备样品团聚现象严重、微观形貌单一、不规则的现象，使其光催化活性较体相g-C3N4有显著提高。通过分析三种光催化剂的催化降解机制，得出材料的准一维形貌和较大的比表面积是光催化性能增强的主要因素。(2)同样选择三聚氰胺做为前驱体,利用改良的溶液热聚合法，通过调节前驱体溶液的PH值实现对g-C3N4形貌和电子结构的控制，制备出形貌均一、具有3D几何格状结构的g-C3N4材料：g-C3N4微米格和多孔g-C3N4微米格，同时有效改善了材料的电子结构，缩小了材料的禁带宽度。研究了g-C3N4微米格光催化剂的独特格状结构和光响应特性，结果表明样品在可见光区有较强吸收，并表现出良好的光催化活性。光催化机理研究表明：g-C3N4多孔微米格在多孔结构的基础上，独特的格状结构在催化过程中形成固定溶液流通通道，有效降低了溶液密闭效应，大幅度提高材料的光催化性能。(3)选择尿素做为前驱体，利用传统热聚合法制备出多孔结构的g-C3N4，孔径大部分分布在20-60nm范围内，并在催化活性较高的多孔g-C3N4结构基础上，复合少量ZnS制备得到g-C3N4/ZnS复合材料。实验结果表明多孔结构g-C3N4光催化活性良好，适量复合ZnS纳米棒则进一步增强了多孔g-C3N4的光催化性能。g-C3N4/ZnS复合材料的光催化机制研究表明：适量复合ZnS纳米棒可以使电子和空穴分配到复合半导体的两相中，有效降低光生电子空穴的复合率，提高光催化效率。(4)本章在超薄g-C3N4前沿领域开展了实验研究，利用超声剥离法制备出类石墨烯的g-C3N4超薄片层结构，并在此基础上引入磁性材料Fe3O4量子点和g-C3N4超薄片层复合，吸附自组装得到g-C3N4/Fe3O4复合材料。利用在可见光区有吸收性能的g-C3N4作为电子传递介质，发挥Fe3O4量子点的尺寸效应优点，使g-C3N4超薄片层结构与Fe3O4之间发生协同作用，实现电子空穴对分离，从而提高量子产率。同时利用Fe3O4的磁性特点，实现光催化剂的回收利用，为光催化降解水污染过程中普遍存在的二次污染难题提供有效解决途径。并通过测试复合材料的纳米载药性能，首次探索了g-C3N4材料在医药领域的应用。