面对日益严峻的能源危机和环境污染问题,光催化析氢和降解有机污染物被认为是最有前景的解决方案之一。本文通过在g-C₃N₄的骨架上接枝芳香环以及构建g-C₃N₄与无机半导体异质结改性g-C₃N₄,旨在提高其光催化性能。全文包含以下三方面研究内容:1.通过三（4-氟苯基）膦与前驱体尿素的亲核取代反应和热聚合将含芳香环的有机物接枝到g-C₃N₄的骨架上（BP-CN）。芳香环的引入不仅改变了 g-C₃N₄的HOMO和LUMO能级结构,降低带隙,大大提高可见光的利用率,并且使g-C₃N₄结构发生扭曲,这种非共面结构有利于光生电子和空穴的分离。因此,BP-CN具有优异的光催化活性和稳定性。在可见光照射下,最优的BP₂₂₅-CN/Pt的产氢速率达到12.45 mmol h^-1 g^-1,是纯g-C₃N₄的4.8倍,其表观量子产率高达24.9%（λ=420 nm）。DFT计算发现与纯g-C₃N₄相比,BP-CN和对氯苯酚（4-CP）具有更高的结合能。可见光照射三小时后,BP₂₂₅-CN对4-CP的降解率是纯g-C₃N₄的3.8倍。通过对4-CP降解过程中活性组分的捕获、EPR测试以及高分辨质谱-液相色谱联用仪对4-CP的中间降解产物进行了检测,提出了 4-CP的可能降解机理。2.利用苯磺酰氯（BSC）与g-C₃N₄的前驱体尿素的亲核取代反应,再通过热聚合将BSC接枝到g-C₃N₄骨架中（BS-CN）。由于拓展了π-共轭结构,BS-CN表现出更强的可见光吸收。而且,BSC充当电子受体（Acceptor）,g-C₃N₄为电子供体（Donor）,从而构建D-A结构,加快分子内电子传输,提高了电荷分离效率。前述工作选用三乙醇胺作牺牲剂,不够经济环保。因此,我们选取塑料（PET,PLA和TPU）为底物,探究其光催化重整产氢性能。并以PLA为底物,探究底物浓度以及碱浓度对于光催化重整产氢性能的影响。当PLA的浓度为10 mg mL^-1,KOH浓度为1 M时,BS₅-CN光催化重整PLA的产氢速率达1.89 mmol h^-1g^-1,约为纯g-C₃N₄的2.8倍。对于PLA水解产物以及光催化重整产物通过核磁共振氢谱和碳谱加以鉴定,推测了 PLA的光催化重整机理。3.前两部分制备的BP_x-CN和BS_x-CN在光催化制氢之前均需负载贵金属Pt助催化剂,增加了实验成本。因此,本文最后结合热缩合和两步水热反应合成了g-C₃N₄-CdS-NiS₂复合纳米管,研究了在可见光照射下未负载贵金属条件下分解水产氢的性能。结果表明,当CdS含量为10 wt%时,三元复合物的最高产氢速率达 1018 μmol h^-1 g^-1),是纯 g-C₃N₄ 纳米管的 25 倍,是 g-C₃N₄-CdS 和 g-C₃N₄-NiS₂二元复合物的1 1倍。而且,经过五次光催化循环反应后,产氢速率保持不变。光催化制氢性能的提高主要源于g-C₃N₄、CdS与NiS₂形成的异质结促进光生电子和空穴的分离和迁移。