考虑到目前严峻的能源危机以及生态环境问题,探索开发绿色无污染的新型能源取代传统不可再生能源是人类在保护生态环境以及提高生活质量方面的共同诉求。由于清洁便捷以及成本低廉等特点,光催化技术被普遍认为是一种有效缓解目前能源困境的方法。光催化剂通过吸收光能来实现光能与化学能之间的能量转换。因此研究开发高效的半导体催化剂对光催化技术具有深远的影响。类石墨相结构的氮化碳（g-C3N4）材料作为一种无金属组成的绿色催化剂,由于可见光吸收能力、物理化学稳定性以及生产经济性而受到广泛的关注。然而因为中等的禁带宽度、迅速的载流子复合以及较小的比表面积等因素的影响,g-C3N4材料的光催化性能仍然无法满足工业生产的需求。为了解决这些问题,本文通过缺陷工程、助催化剂复合以及分子共缩聚等方式改良g-C3N4结构,并结合实验以及测试表征来解释催化过程中的材料性能提高的原因,具体研究成果如下:（1）以浓硝酸改性石墨相氮化碳从而引入适量氧原子并生成氮空位。测试表征证明N空位以及O掺杂原子造成导带位置的负移,驱动加速还原反应的进行。具有较大的电负性O原子可以作为供体或受体改善三嗪环电子传输与运动。N空位则破坏杂环上成键平衡从而增加了孤对电子的数量,为催化反应提供更多的活性位点。电子结构的调整促使光生载流子在g-C3N4上迅速地转移到表面活性位点。产氢测试结果显示改性后材料的光催化产氢速率达到2.2 mmol·g-1·h-1,分别为其对比样与g-C3N4性能的2.24倍和3.23倍。（2）通过低温原位生长碳纳米管（CNT）的方法,我们合成了一种的CNT/Au/g-C3N4的三相复合催化剂材料。CNT具有很好的电子传导能力,通过与g-C3N4形成垂直于平面π-π相互作用可以实现光生电子与空穴的空间分离。因此,Au与CNT助催化剂有效地促进了g-C3N4的激发电子与空穴的转移,从而加快催化反应速率,最终,CNT/Au/g-C3N4光催化产氢速率为0.95mmol·g-1·h-1,是Au/g-C3N4催化性能的3倍左右。样品的稳定性也在循环试验中得到验证。（3）通过尿素与1,3,5-三氨基苯盐共缩聚生成苯环修饰的氮化碳材料。实验结构证明,苯环嵌入g-C3N4中取代三-s-三嗪环上三嗪环位置,在不破坏结构的情况下可以与毗邻的三嗪环形成π-π共轭结构缩小半导体的禁带宽度并扩大其可见光响应范围。不仅如此,苯环的引入可以在三-s-三嗪环上实现载流子的面内迁移。光催化产氢测试证明改性后样品的光催化活性极大的提高。当1,3,5-三氨基苯添加量为0.25 wt%时样品的催化产氢性能最优,达到0.81mmol·g-1·h-1,是其对比样性能的2.25倍。