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当今社会面临着严重的水污染问题,在探索水污染治理的技术中,光催化技术被认为是最具有发展前景的技术之一。开发高活性的、稳定的、可见光响应的光催化剂对光催化技术的实际应用至关重要。石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种π–π共轭的非金属光催化剂,因其具有热稳定性和化学稳定性良好、易于制备、无毒性、对可见光有响应和电子结构可调等优异性能,而引起广泛关注。然而,块状的g-C3N4其较小的比表面积、较少的吸附和反应活性位点、光生电子–空穴复合率高、较低的可见光利用效率、不易回收重复利用等缺点,严重限制了其在光催化领域的应用。本文针对g-C3N4存在的以上不足,通过简单的水热法使改性的g-C3N4与氧化石墨烯（GO）、碳量子点（CQDs）和AgBr复合,制备了系列三维的气凝胶光催化剂,并研究了复合物的光催化性能与机理。具体内容如下:（1）首先采用不同反应前驱物在同样的条件下煅烧得到g-C3N4,通过一系列的比较实验及多种表征手段得出二氰二胺可做为制备g-C3N4的最佳前驱物。为解决块状的g-C3N4比表面积较小、吸附和反应活性位点较少、光生电子–空穴复合率高、可见光利用效率较低、不易回收重复利用且不易与石墨烯复合等问题,采用硫酸结合超声处理得到改性的氮化碳纳米片（CNN）,发现酸和超声处理对氮化碳的结构和性能都有较大影响,不仅使其颗粒尺寸显著减小,还可明显提高光催化性能,这为后续g-C3N4纳米片复合材料的制备和研究做好准备。（2）在前一章的基础上采用两步水热法让CQDs生长在g-C3N4纳米片表面再与GO复合形成三维GA-CQDs/CNN。通过改变加入GO的体积来改变GO与CNN的质量比,制备一系列复合物GA-CQDs/CNN-x%。其中,GA-CQDs/CNN-24%在可见光下对甲基橙的吸附和降解能力最强,4 h内对甲基橙的去除率约为91.1%,且循环稳定性良好。这主要得益于它大的比表面积、较强的可见光吸收能力和更高的光生载流子分离效率。（3）通过水热法在GA-CN凝胶中引入AgBr纳米颗粒,制备了新型的三维多孔的GA-CNN-AgBr复合光催化剂。石墨烯的引入不仅能快速转移CNN上的光生载流子,同时形成了三维多孔的气凝胶,可以使AgBr颗粒稳定而均匀的分布在气凝胶表面。此外,负载的AgBr颗粒可以增强光催化剂对可见光的吸收,产生更多的光生电子。制得的GA-CNN-AgBr比表面积较大,吸附性能及可见光吸收性能良好。可见光下降解甲基橙的实验结果表明,GA-CNN-AgBr对甲基橙的降解速率约为CNN的10倍,且具有良好的稳定性。更重要的是,GA-CNN-AgBr具有宏观的块状形貌,便于回收利用,在污染物降解的实际应用中有很好的发展前景。