氢能作为一种清洁、可再生和环保的能源,将来可以替代传统的化石能源,以满足人类不断增长的能源需求。光催化产氢技术是氢气来源的一种有效方法,高效稳定光催化剂的制备是光催化技术发展的迫切问题。目前,无金属碳基材料在光催化领域扮演着越来越重要的角色,光催化材料类石墨相氮化碳（g-C₃N₄）,因其良好的稳定性、低成本的制备、可见光响应等优点已受到国内外研究人员的格外青睐。然而,窄的可见光吸收范围以及高的电子空穴复合率等问题,限制了其在光催化产氢方面的发展和应用。因此,提高g-C₃N₄的结晶性,限制光生载流子的重组以及提高其对可见光的利用是亟待解决的问题。本论文采用熔盐法合成金属离子嵌入的具有优异光催化性能的g-C₃N₄,经过一系列的实验探索,结合表征分析和性能测试,深入研究了所合成g-C₃N₄的结构、性能及构效关系,进一步对可能存在的光催化机理进行阐释。本论文主要研究内容如下:（1）针对原始g-C₃N₄结晶性差与载流子复合率高的问题,本论文对其进行了金属离子嵌入改性研究。以尿素为前驱体制备多孔片状的普通g-C₃N₄,然后以KCl/LiCl为低熔点混合共晶熔融盐为反应介质,采用熔盐法在较温和的温度下制备出了 Li+、K+修饰的g-C₃N₄光催化材料（Li+、K+同时嵌入）。光催化性能测试表明Li+、K+的嵌入可以显著提高g-C₃N₄的光催化性能。表征结果说明,g-C₃N₄结构中成功嵌入Li+、K+,提升了 g-C₃N₄的结晶度,光吸收范围得到扩展,促进了载流子的分离及提高了电荷转移速率,使得光生载流子复合率降低。理论模拟计算研究表明:Li、K离子吸附在g-C₃N₄结构单元的N原子空腔中,可以降低HER过电位,有利于载流子的迁移,从而增强光催化产氢性能。（2）鉴于（1）得出的结果。本章首先对氮化碳的氮空位缺陷结构进行调控。以尿素为前驱体,采用自组装法成功制备了三嗪环氮空位和悬挂氮空位的g-C₃N₄光催化剂。其次,本章采用熔盐法对具有氮空位的原始g-C₃N₄进行有效的改性,合成Li+、K+改性的g-C₃N₄光催化剂（Li+、K+同时嵌入）。研究发现,含有氮空位的g-C₃N₄经熔盐处理后,得到的新型g-C₃N₄光催化剂在可见光照射下的光催化析氢活性显著增强（约为19.5倍）。特别是含悬挂氮空位的g-C₃N₄经金属离子修饰后,光催化产氢速率达到了 771.35 μmol h-1,是氮化碳基光催化材料产氢速率达到的最高值。分析表明:含悬挂氮空位的g-C₃N₄结构更容易引起Li+、K+的嵌入,而更多Li、K金属离子的含量增加了电子的离域性,促进了 g-C₃N₄内部结构电荷迁移速率和载流子的分离速率,降低HER过电位,进一步增强光催化活性。