近年来,随着化石能源的大量的消耗以及随之而来的环境问题,已经严重的影响了人类的生活和发展,新能源的开发和环境的治理迫在眉睫。半导体光催化技术作为一种能将低密度的太阳能转化为高密度的化学能的绿色手段,它在缓和能源危机、解决环境污染方面显示出了巨大的前景。氮化碳（C₃N₄）因其具有合适的能带结构、良好的热稳定性、原料廉价、制备方法简单等优点,被广泛地应用于光催化水分解、降解污染物、有机合成等领域。但是体相C₃N₄仍存在电子和空穴易发生复合、比表面积小、导电性较差等缺点,使它在实际应用中受到了很多的阻碍和限制。所以对C₃N₄进行改性是非常有必要的。其中,常见的改性方法包括异质元素掺杂、构建特殊形貌、与其他半导体构建分级异质结构、剥离等。在众多改性手段中,C₃N₄与半导体复合构建分级异质结构被认为是提高其性能的一种可靠且有效的方法。基于以上分析,本论文主要的研究内容如下:1.材料构建（a）自主装合成C₃N₄超薄纳米片并与其它氧化物半导体构建分级异质结构通过分子自组装合成C₃N₄的超分子层状前驱体,然后通过溶剂插层,剥离并缩聚得到多孔超薄氮化碳纳米片。在该工作基础之上,通过在溶剂插层的过程中将金属离子的引入,在外力的辅助下插入前驱体的层间,然后通过煅烧,原位地得到C₃N₄纳米片与金属氧化物的异质结构。具体工作包含以下两个:通过真空辅助的方法,分别将分散在混合溶剂（乙醇和甘油）中的钛酸四丁酯（TBOT）、硝酸铈（Ce（NO₃）₃）插入前驱体的层间,通过简单的溶剂热和煅烧,相应的得到了网状的氮化碳镶嵌氧化钛纳米颗粒的分级结构（RCN/TiO₂）和氮化碳纳米片上负载二氧化铈粒子的分级结构（CeO₂/C₃N₄）。（b）管状C₃N₄与其他氧化物半导体构建分级结构通过合理的设计,将C₃N₄棒状前驱体与金属离子(如Ti⁴⁺)进行溶剂热,再经过煅烧,分别制备了管状C₃N₄外表面负载氮掺杂二氧化钛纳米刺（N-TiO₂/C₃N₄-O）的分级结构。2.光催化性能将构建的C₃N₄基分级异质结构用于光催化水分解,降解污染物,有机合成等方面的研究。实验结果表明,超薄多孔的C₃N₄纳米片,RCN/TiO₂,N-TiO₂/C₃N₄-O在光催化产氢方面表现出了较好的活性;CeO₂/C₃N₄分级结构在光催化产氧以及降解污染物方面也有很好的活性以及稳定性。C₃N₄基/氧化物半导体分级异质结光催化剂性能的提高主要归因于两方面:分级异质结构的构建能够提高催化剂对可见光的吸收,促进光生载流子的分离;特殊形貌能够增大比表面积从而提供更多的活性位点,缩短光生电子以及反应物的传输距离。