石墨氮化碳（g-C₃N₄）是一种具有类石墨烯结构的聚合物层状材料,主要由C和N两种元素组成,在地球上储备丰富,来源广泛,在液相、气相反应条件下,具有良好的的热稳定性和化学稳定性,且无毒无害、无金属污染,具有良好的经济性、环保性,g-C₃N₄成为目前最理想的光催化半导体材料之一。g-C₃N₄是优异的不含任何金属元素的半导体光催化材料,其禁带宽度约为2.7 eV,属中带隙半导体,其光吸收边带呈黄色,约为460 nm,具有一定的可见光催化性能,是合适的太阳能采集媒介。本文就如何解决光生载流子的复合问题、g-C₃N₄催化剂的光响应范围有限的问题展开论述,分别设计了三种不同的g-C₃N₄基异质结型光催化剂,并对其光催化性能进行测试,通过一系列的表征手段,提出了可能的催化机制,本文具体内容如下:（1）采用热还原法、静电吸附辅以加热固化法三步法制备了Ti O₂/g-C₃N₄光催化剂。研究结果表明Ti O₂/g-C₃N₄异质结光催化剂在二元催化体系下,对可见光具有良好的吸收利用率,光电流显著提高,光生电子-空穴分离效率高、复合几率小,其光催化降解Rh B比纯的Ti O₂或者纯的Ti O₂/g-C₃N₄均高。特别地,当g-C₃N₄、Ti O₂二者质量比为7:3时,光电流响应强度提升至纯g-C₃N₄的6.71倍,至纯Ti O₂的3.61倍,在模拟太阳光光照35 min条件下,Ti O₂/g-C₃N₄对Rh B的去除率达到96.1%;五次循环实验之后,其催化降解率仍保持在90%以上,具有良好的化学稳定性;进一步地,测试了合成样品对不同种类探针污染物的降解效果,显示出不同降解速率。（2）采用强酸溶剂刻蚀的方法制备了石墨相氮化碳纳米片并将其与块状石墨氮化碳材料光电性能进行了对比,结果表明,片状材料在光电流响应和光催化降解有机染料方面的催化性能明显提升。进一步的,通过简单的溶剂热法成功制备了基于石墨相氮化碳纳米片的2D/3D异质结光催化剂g-C₃N₄/Mo S₂,并将其用于水的光解水制氢和可见光下的Rh B还原以测试其光催化性能,实验结果表明,当Mo S₂的含量增加到3%时,光催化活性达到最大值,以Rh B为探针污染物,其降解效率是纯g-C₃N₄的4倍,以三乙醇胺为牺牲剂,其光催化产氢速率是纯g-C₃N₄的16倍。通过一系列的表征和测试,综合分析后提出了该催化体系为type-II型异质结光催化体系。（3）利用简单的溶剂热法成功制备了基于石墨相氮化碳纳米片的2D/2D/3D异质结光催化剂g-C₃N₄/r GO/Mo S₂,并将其用于水的光解水制氢和可见光下的Rh B还原以测试其光催化性能,其光降解效率有机物和光解水制备氢气效率均显著提升。最后,通过一系列的表征手段分析提出了Z方案催化体系的催化机理方案。