近年来,由于能源需求的快速增加和环境的过度开发,使得能源短缺和环境污染成为日趋严重的问题。太阳能作为一种取之不尽用之不竭,且绿色无污染的新能源,具有着替代传统能源的巨大潜力,尤其是利用光催化制氢,由于其具有低成本无污染且高效开发太阳能的特性而被能源环保领域广为重视,因此各类光催化材料层出不穷。其中g-C₃N₄由于其易于合成,具有合适的电子能带结构和优异的可见光响应能力,物理化学稳定性高以及组成元素含量丰富等特性而获得广大研究人员青睐。然而单体的g-C₃N₄电导率较低、比表面积较小、光生载流子复合率较高,上述特性严重限制了g-C₃N₄在实际能源开发领域中的应用。基于此,本文通过提高g-C₃N₄比表面积和降低光生载流子复合率两方面来提高g-C₃N₄的光催化性能。通常情况下,简单煅烧获得的g-C₃N₄多为几微米甚至几十微米的块体材料,相对而言比表面积较小,因此利用SiO₂纳米球作为硬模板制备g-C₃N₄多孔结构以提高比表面积。此外,本文采取构建异质结的方式,有效促进光生载流子扩散与分离,从而有效降低载流子复合,提高光催化制氢效率。本文研究的内容主要包括以下三个方面:（1）以SiO₂纳米球为模板制备出多孔g-C₃N₄,将多孔g-C₃N₄超声分散在以Bi（NO₃）₃·5H₂O为铋源,乙二醇为溶剂的混合溶液中,最后加入适量KI,经溶剂热法,最终获得Bi₅O₇I纳米颗粒修饰的多孔g-C₃N₄结构。通过在可见光下降解苯酚来研究其光催化性能,结果表明Bi₅O₇I/g-C₃N₄的光催化性能为纯g-C₃N₄的30倍,其原因主要可归结为异质结构可以有效地分离光生载流子。（2）近年来黑色TiO₂以其高效的光催化性能而广受关注,因而该部分考虑将黑色TiO₂引入模板体系。具体而言以异丙醇为溶剂,以SiO₂纳米球为模板,以四异丙醇钛为钛源,通过搅拌、离心、煅烧获得TiO₂/SiO₂。再以单氰胺和水混合溶液作为溶剂,超声分散TiO₂/SiO₂粉末,烘干煅烧、并经NH₄HF₂除去模板后获得TiO₂/g-C₃N₄,最后经NaBH₄还原,得到B-TiO₂/g-C₃N₄,通过XRD、SEM、TEM等仪器表征可知g-C₃N₄以核壳结构的形式生长于空心TiO₂纳米球外。光催化制氢实验结果表明,B-TiO₂/g-C₃N₄产氢性能高达808.97μmol/g·h,相较于未修饰的g-C₃N₄提高约65倍,较TiO₂提高约18倍,其原因可归结为高效的核壳结构异质结,氧缺陷和较大的比表面积。（3）MoS₂材料以其高效的催化性能而广受催化领域关注。在B-TiO₂/g-C₃N₄体系的基础上,进一步沉积MoS₂量子点。以Na₂MoO₄、L（+）-Cysteine（L-半胱氨酸）分别为Mo源和S源,通过一步水热法合成MoS₂量子点,随后以MoS₂量子点溶液为前驱液,加入适量B-TiO₂/g-C₃N₄粉末,充分搅拌、反应后烘干即获得B-TiO₂/g-C₃N₄/MoS₂ QDs复合产物。光催化制氢结果表明,B-TiO₂/g-C₃N₄/MoS₂ QDs产氢量相较于未修饰的B-TiO₂/g-C₃N₄体系,进一步提高至1524.37μmol/g·h,其原因可归结为MoS₂量子点独特的能带结构。