解决能源危机和环境污染的有效方法主要包括利用太阳能从水中获取氢能以及处理水中污染物。纳米催化技术作为当今在能源和环境等领域广泛应用的技术之一,备受人们的关注。目前,大多数的纳米催化剂制备方法复杂且成本较高,因此寻找制备工艺简单以及价格低廉的纳米催化剂迫在眉睫。在众多的纳米材料中,石墨相氮化碳（g-C₃N₄）具有制备方法简单、成本低廉、无毒无害以及结构稳定等优点,成为当今纳米催化研究领域的热点材料。此外,g-C₃N₄具有合适的带隙宽度（².7 eV）,因此具有较宽的可见光响应范围,在光催化领域占有重要的一席之地。本论文主要以g-C₃N₄纳米材料作为主体,通过贵金属沉积、形貌调控和元素掺杂等方法对g-C₃N₄固有的活性位点少、光生载流子复合率高等缺陷进行改进,从而提高其在光催化分解水制氢以及降解水中污染物等方面的性能。具体研究内容如下:（1）通过热氧化刻蚀体相g-C₃N₄（CNB）的方法合成了多孔超薄g-C₃N₄纳米片（CNS）。与CNB相比,所合成CNS的比表面积高达234.65 m² g^-1,并且在水中具有良好的分散性和较高的电子传递速率。将助催化剂Pt纳米粒子（NPs）负载在CNS表面。我们发现,在制备过程中改变Pt NPs在CNS表面上的负载方法可以有效地改变催化剂的光催化产氢性能。采用化学还原法（CR）制备的Pt/CNS-CR光催化剂,与传统光还原法（PR）制备的Pt/CNS-PR光催化剂相比,具有更高的分解水产氢速率。通过X射线光电子能谱技术对Pt/CNS-CR和Pt/CNS-PR催化剂中Pt元素的价态进行了分析。此外还系统地研究了Pt NPs的负载量以及不同牺牲试剂对光催化产氢性能的影响。（2）以多孔超薄g-C₃N₄纳米片（g-C₃N₄-NS）为载体,将金纳米粒子（Au NPs）负载在其表面。作为对比,我们选择了TiO₂纳米片（TiO₂-NS）、氧化石墨烯纳米片（GO-NS）和体相g-C₃N₄（g-C₃N₄-B）等二维材料作为Au NPs的载体。将负载于不同二维材料上的Au NPs应用于还原对硝基苯酚（4-NP）的催化体系中。结果表明,2.0%Au/g-C₃N₄-NS催化剂催化还原4-NP的速率常数分别是2.0%Au/TiO₂-NS和2.0%Au/GO-NS催化剂的11.4倍和42.1倍。可见2.0%Au/g-C₃N₄-NS具有较高催化还原4-NP的活性。此外,所制备的2.0%Au/g-C₃N₄-NS在还原邻硝基苯酚（2-NP）和间硝基苯酚（3-NP）方面也表现出良好的催化性能。（3）以硫代乙酰胺（TAA）作为硫源,通过一步水热法得到了蜂窝状S掺杂的g-C₃N₄纳米催化剂（SCNB-18）,S的引入扩大了g-C₃N₄的可见光吸收范围,且蜂窝状的形貌特征提高了催化剂的比表面积。此外,对样品的微观形貌结构以及光电性能进行了表征,并通过光催化分解水产氢以及降解水中污染物来评估样品的催化性能。研究结果表明,SCNB-18光催化剂具有优异的光催化活性和良好的循环稳定性。