随着工业的快速发展,各类重金属在生产过程中的广泛使用导致重金属废水在自然环境中大量排放。Cr（Ⅵ）广泛存在于电镀、制革等行业,大量含Cr（Ⅵ）废水的排放严重危害环境和人体健康。因此,如何治理Cr（Ⅵ）废水成为备受关注的问题。利用高效、清洁的光催化技术能够成功地将Cr（Ⅵ）转化为Cr（Ⅲ）,起到降低Cr毒性的作用。在众多催化剂中,石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种新型的非金属半导体催化剂,具有合适的带隙和稳定的结构,是近几年光催化领域的热门材料,但其内部的光生载流子极易复合,导致在实际应用中具有一定的局限性。因此,本文通过表面修饰和与粘土矿物复合两种不同的策略对g-C3N4进行改性,调控材料的理化性质、电子能带结构,并对Cr（Ⅵ）的光催化性能进行探究,揭示不同改性材料对Cr（Ⅵ）的光催化反应机理。本文可为开发环境友好、高效的半导体光催化剂g-C3N4提供一定的参考价值。主要结论如下:1、采用水热合成法,成功合成酸改性氮化碳（H-CN）和碱改性氮化碳（OH-CN）,通过SEM、XRD、XPS、FT-IR、UV-vis、PL等表征方法得到证实。相比于g-C3N4,改性后的H-CN和OH-CN具有更高的光催化性能。这是由于酸的氧化刻蚀和质子化作用增大了H-CN的BET比表面积,并使材料的孔结构更加丰富,为光催化反应提供了更多的活性位点。此外,碱水热法在OH-CN表面引入了羟基,增强了材料在溶液中的分散性和可溶性,提高了材料表面和内部电子-空穴对的分离效率。在光催化还原Cr（Ⅵ）的试验中,光照75 min后,3H-CN和0.4OH-CN对Cr（Ⅵ）的去除率分别为99.4%和98.7%,表现出对Cr（Ⅵ）优异的光催化性能,被筛选为反应的最佳材料。此外还探究了p H、催化剂投加量等因素对光催化反应的影响,筛选出反应体系的最佳条件为p H=2、催化剂投加量为30 mg。经过5次循环利用试验后,3H-CN和0.4OH-CN对Cr（Ⅵ）仍然有95%和96%的去除率,表明制备的材料具有良好的结构稳定性。最后通过捕获试验探究了3H-CN和0.4OH-CN光催化还原Cr（Ⅵ）的反应机理,催化剂在光照条件下使反应体系产生大量自由电子,将以强氧化性Cr2O72-形式存在的Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ）,自由电子在反应中起主导作用。2、通过溶液浸渍-热聚合法成功制备了伊利石/氮化碳复合材料（IL-CN）,该材料对Cr（Ⅵ）具有良好的光催化活性。对材料表面的形貌结构和电子能带结构进行表征（如SEM、TEM、XRD、XPS、UV-vis等）,结果表明伊利石成功地负载到了g-C3N4表面,构建了紧密的复合界面结构,加速了电子在界面结构中的的传输,提高了g-C3N4的光催化性能。以Cr（Ⅵ）为目标污染物,通过不同伊利石比例的IL-CN对Cr（Ⅵ）光催化还原的试验,表明随着伊利石含量的增加,制备的复合材料对Cr（Ⅵ）的去除率先升高后下降,其中2/IL-CN为最佳材料,光照60 min后对Cr（Ⅵ）的去除率为91.8%。通过连续5次循环利用试验后,2/IL-CN仍能去除85%的Cr（Ⅵ）,表明氮化碳和伊利石通过煅烧的方法能保证复合材料的稳定性。最后通过捕获试验证明了在2/IL-CN和Cr（Ⅵ）的反应体系中贡献最大的是自由e-。伊利石的电子迁移到CN表面,同时CN的空穴迁移到伊利石上,这种界面结构间的光生载流子传输能够促进材料电子和空穴的分离,从而在反应体系中产生大量e-,将Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ）。