随着现代化工业的迅速发展,人们对能源的过渡使用和对资源的不恰当利用,使得环境问题日益突出,特别是水资源的污染问题,对人类的生命健康造成了极大的威胁。为了积极保护和改善环境,我们必须研发绿色技术,使用清洁能源,对现存环境污染物进行治理。半导体光催化技术具有高效、价廉、环境友好等优点,在环境保护与水处理技术方面具有突出的优势,因此利用半导体光催化技术治理环境污染物的是改善环境问题的有效方案。最近,石墨相氮化碳（g-C₃N₄）因其不含金属,具有独特的电学、光学、物理和化学性能,特别是光催化性能引起了科研人员的普遍关注。然而,g-C₃N₄具有较高的光生载流子复合率和较低的电荷迁移率,很大程度上限制了其光催化活性。为了提高g-C₃N₄的光催化活性,研究者提出了许多有效策略,例如元素掺杂、半导体复合和形貌转换等。本文以g-C₃N₄为研究对象,旨在将g-C₃N₄与另一种能带结构相匹配的半导体结合起来,形成的异质结可减少光致电子空穴对的复合,意图提高其光催化效率。然而,与提高g-C₃N₄光催化活性有关的研究主要集中在染料污染物的降解上,在有机合成中的应用很少被提及。首先,本研究选用三聚氰胺为前驱体,通过热解缩聚法制备了g-C₃N₄粉末,然后经过液相超声剥离成g-C₃N₄纳米片（NSs）,再使用沉积沉淀法制备出一系列不同比例的AgX（X=Cl,Br,I）/g-C₃N₄复合材料。对AgX/g-C₃N₄复合材料的形貌进行了表征,并将其应用于有机化合物1,4-二氢-2,6-二甲基吡啶-3,5-二羧酸二甲酯（1,4-DHP）选择性光催化氧化和有机污染物罗丹明（RhB）的光催化降解。当AgX/g-C₃N₄复合材料的比例为30:100时,在可见光照射30 min内,1,4-DHP几乎完全选择性脱氢生成吡啶衍生物,而没有进一步的深度氧化或降解。在可见光照射20 min内,优化的AgBr/g-C₃N₄对RhB的光催化降解效率可达到97%以上。由于独特的异质结构促进了光诱导电荷载流子的转移和分离,AgX/g-C₃N₄复合材料表现出更强的光催化活性。其次,通过多次高温煅烧硫脲制备出硫掺杂的g-C₃N₄（简称S-g-C₃N₄或SCN）,然后使用水热法将BiOX（X=Cl,Br,I）分别负载到S-g-C₃N₄表面,成功地构建了一系列结构良好的新型BiOX（X=Cl,Br,I）/SCN复合光催剂。通过XRD、SEM和XPS等表征手段探究了BiOX/SCN的形貌和结构,并测试了该复合材料对1,4-DHP和RhB的光催化活性。实验结果表明,S-g-C₃N₄与g-C₃N₄相比,其光催化活性在有所提高;S-g-C₃N₄分别与BiOBr、Bi OCl复合有利于RhB的光催化降解和1,4-DHP的光催化氧化。此外,BiOX/SCN在光催化氧化1,4-DHP的过程中显示出良好的可重复性,五次循环后光催化降解效率仍然保持在80%以上。改进的光催化活性归因于优良的载流子分离效率以及在复合光催化剂界面上形成的异质结。最后,使用简单沉淀法将Ag₃PO₄负载到S-g-C₃N₄上,合成了一系列不同比例的Ag₃PO₄/SCN复合材料。对Ag₃PO₄/SCN复合材料的成分和形貌进行了探究,并分别研究了该复合材料对1,4-DHP和RhB的光催化活性。实验结果显示,引入Ag₃PO₄不仅获得了较宽的光响应范围,而且具有良好的光诱导电子和空穴分离效率,从而提高了S-g-C₃N₄的光化学性能。最佳的Ag₃PO₄/SCN样品在可见光下20min内氧化1,4-DHP的氧化率可达到91%。此外,最优的Ag₃PO₄/SCN样品在可见光下10 min内降解RhB的降解率达到了98%。Ag₃PO₄/SCN复合材料在光催化氧化1,4-DHP的过程中,保持了稳定的光催化活性。自由基捕获实验结果表明,空穴（h⁺）是反应体系的主要活性物种。同时,我们提出了1,4-DHP和Rh B可能的光催化途径。