随着传统能源的日益枯竭,科研人员发现太阳能动力光催化反应使得从水的裂解中获取氢气变成现实——无疑推动了太阳能到化学能的科技进步。石墨烯相碳氮化合物（g-C₃N₄）,有着类似于石墨烯的层内3-s-三嗪重复结构单元和层间的范德瓦耳斯力的特点。作为一种新型有机聚合物,石墨烯相碳氮化合物显示出优异的电子结构、光反应中良好的稳定性以及地球上储量丰富的特性。虽然石墨烯相碳氮化合物作为有机半导体光催化剂的典型,却受其不充分的电荷转移和聚合度欠佳的制约而表现平平。为了解决这个问题,本文尝试同时实现提高晶化度和离子掺杂,在特定的晶面形成优化的电子结构。采用“熔融盐”法,我们成功通过两步反应,合成热缩聚的锌掺杂碳氮化合物（Zn-CCN）。考虑到前驱物聚合程度与合成温度的关系以及可能产生的影响,这里采用了三种不同类型的以蜜勒胺（melem）为基元的碳氮前驱体（melem,oligomelem 和 melon）。如上述方法制备的锌掺杂晶化碳氮化合物显示出了包含伸展的3-s-三嗪面内结构单元的高度有序晶体结构、更强的可见光吸收和显著减免的电子-空穴对二次复合（recombination）的特征。此外,理论计算表明锌原子趋于存在碳氮化合物的（100）面内,其4s轨道直接参与了导带的形成。这个特殊的锌掺杂电子结构明显减少了面内的电荷密度,锌原子可以充当“绳梯”协助载流子出逃氮原子围成的空穴。由此,Zn-CCN得以展现优异的可见光催化产氢效率和高循环稳定性,领先于大多数其他金属掺杂的晶化碳氮化合物。本论文将为石墨烯相碳氮化合物基催化剂以及其他二维光催化剂的反应机制研究提供新的思路。