氮化碳（g-C3N4）作为一种典型的非金属半导体光催化剂,具有可见光响应、合成简单、原料丰富等特点,被广泛应用于能源转化和环境修复。然而体相g-C3N4比表面积小、活性位点不足、可见光利用率低且电子空穴复合率高,限制了其实际应用。针对体相g-C3N4存在的不足,本文采取结构调整、元素掺杂和缺陷引入的方法改善g-C3N4的光催化性能,重点研究了复杂体系下g-C3N4对重金属离子和有机污染物的协同去除机理。主要研究内容如下:首先,采用超分子自组装的方法合成了三维介孔氮化碳（3D g-C3N4）,研究其在空气氛围下对U（Ⅵ）的光催化去除。实验表明在前60 min 3D g-C3N4对U（Ⅵ）无光催化效果,而60 min后高效去除。XRD、XPS以及ESR表征分析表明3D g-C3N4在光催化过程生成了H2O2,同时UO22+被可见光激发,并借助溶解氧和甲醇实现了UO22+→*UO22+→UO2+→UO22+的转化,此过程生成了H2O2。U（Ⅵ）与体系中累积的H2O2反应形成高结晶度和高稳定性的纳米铀过氧化物沉淀。其次,为了提高g-C3N4光催化速率和可见光利用率,采用元素掺杂方法制备含硫氮化碳（S-g-C3N4）,研究其对U（Ⅵ）和有机污染物的光催化去除。表征和实验结果表明硫的掺杂不仅拓宽了S-g-C3N4在可见光区的吸收范围,同时促进了U（Ⅵ）的去除速率。U（Ⅵ）的转化过程和O2·-自由基协同作用于有机污染物的去除。另外,有机污染物消耗光生空穴促进了S-g-C3N4的电荷分离,提高U（Ⅵ）去除效率。研究结果为开发稳定高效的氮化碳基光催化剂协同去除U（Ⅵ）和有机污染物提供了新思路。再次,为了提高g-C3N4电子-空穴分离效率,作者制备了碳缺陷的氮化碳（N2-g-C3N4）,研究其对重金属Cr（Ⅵ）和有机污染物的光催化协同去除。XPS、FT-IR、DRS及光电等表征表明碳缺陷的引入,促进了催化剂的电荷分离效率。ESR、XPS以及XAFS分析表明Cr（Ⅵ）主要被光电子和体系中生成的H2O2还原为Cr（Ⅲ）,同时生成大量O2·-自由基（即类芬顿反应）。有机污染物主要被O2·-自由基氧化降解。研究结果有助于进一步理解g-C3N4对重金属和有机污染物的协同去除机理。最后,为了进一步探究g-C3N4在复杂体系下的应用,作者研究了 N2-g-C3N4对U（Ⅵ）,Cr（Ⅵ）及有机污染物三元体系的光催化去除。光催化结果表明97%U（Ⅵ）,90%Cr（Ⅵ）和 100%BPA 在 30 min 内被 N2-g-C3N4 去除。XPS、XAFS及ESR分析证实U（Ⅵ）被N2-g-C3N4光生电子还原为U（Ⅳ）,然而随着反应时间的延长,部分U（Ⅳ）再被氧化为U（Ⅵ）;Cr（Ⅵ）与H2O2反应生成Cr（Ⅲ）和O2·-自由基;有机污染物消耗空穴和O2·-自由基也促进了N2-g-C3N4光催化U（Ⅵ）还原和H2O2生成过程。研究结果表明复杂体系下N2-g-C3N4与重金属和有机污染物之间存在协同效应,显著增强了污染物的去除效率,为g-C3N4协同去除水体中的放射性污染物、重金属离子和有机污染物提供了基础理论。综上,本文通过结构调控、元素掺杂和缺陷引入的方法提高了g-C3N4对U（Ⅵ）,Cr（Ⅵ）和有机污染物的去除能力,结合实验和表征结果揭示了g-C3N4与有机/无机污染物之间的协同作用。研究结果对高效氮化碳基光催化剂的开发及其在实际水污染控制方面的应用有一定指导意义。