作为一种重要的共轭聚合物,石墨碳氮化物（g-C₃N₄）是当前光催化领域重要的研究对象,其不含有金属元素的属性与在可见光波段下的响应能力在光催化、光能转化和环境修复领域引发了广泛地关注。这归功于该材料具有适当的能带结构、强化学物理稳定性、制备所需原材料价格低等优点。但是g-C₃N₄的带隙较宽,使得其在可见光范围的应用依然存在较大限制。本文采用制备管状形貌g-C₃N₄、构建半导体异质结的途径,成功制备了g-C₃N₄纳米管及其衍生材料,有效地将g-C₃N₄基复合材料的光催化光响应范围从紫外光区延伸到可见光区。所制得g-C₃N₄基复合材料相比于bulk g-C₃N₄和g-C₃N₄纳米片,获得了更为优秀的可见光范围下光催化降解污染物、光催化杀菌和光还原铬离子的性能。详细工作如下:1.使用固相热处理法合成了g-C₃N₄纳米管,并通过一系列材料表征技术对g-C₃N₄纳米管的结构和性能进行验证。结合电子显微镜技术,清晰地观测出g-C₃N₄纳米管的尺寸范围在20-200 nm之间。所得数据为下一步研究g-C₃N₄纳米管制备过程中精准控制长度提供了基础。与g-C₃N₄纳米片相比管状形貌带来独特一维方向上光生电子传输方向,能给实际的催化体系供给更多催化反应活性位点,有效地提高了g-C₃N₄光催化效率。2.使用水热法将g-C₃N₄纳米管和硫化铜结合成功,制备了硫化铜/石墨相氮化碳纳米管（Cu S/CN NTs）,且通过调整g-C₃N₄纳米管投入量获得不同配比的三个样品。TEM和SEM精确地测量出Cu S/CN NTs的长度和（1）中g-C₃N₄纳米管相同。Cu S均匀细腻地分布于g-C₃N₄纳米管的管壁之上。通过紫外-可见光吸收光谱表征证实该复合材料在300-800 nm具有优异的响应能力,结合光致发光光谱显示Cu S组元的加入促进了光生电子-空穴对的分离效率提升。其中样品Cu S/CN NTs-2在光照150 min时对1×10⁷CFU/m L大肠杆菌和金色葡萄球菌的杀灭率都达到99.9%。3.在Cu S/CN NTs复合材料的基础上进行了深一步优化,引入硫化亚铜,合成了硫化亚铜/硫化铜/石墨相氮化碳纳米管三元复合材料（Cu₂S/Cu S/CN NTs）,且通过调整g-C₃N₄纳米管投入量获得不同配比的三个样品。该复合材料中新引入的组元纳米硫化铜与纳米硫化亚铜进一步对复合材料的可见光响应能力起到增益效果,通过在可见光下对六价铬离子的光催化还原实验,180 min可见光照射后,样品Cu₂S/Cu S/CN NTs-2对Cr（Ⅵ）降解率为96%,是g-C₃N₄纳米管的4.3倍。证实其拥有优异的光催化性能。