对化石能源的强烈依赖以及过度使用加重了空气污染和全球变暖。半导体光催化将太阳能转化为清洁能源被认为是解决世界能源短缺和环境污染问题的一种有效途径。石墨相氮化碳(g-C3N4)具有独特的二维结构、良好的化学稳定性以及可调节的电子结构,在半导体光催化领域十分热门。然而,传统的g-C3N4由于光生电子-空穴对复合速率快导致低的光催化活性低。因此,本论文首先构建特殊形貌g-C3N4,然后以此为基础进行异质元素掺杂以及Ag3PO4和碳材料的负载,并且进行光催化析氢性能研究。本论文主要研究内容如下:1.首先通过“硬模板”法以单氰胺为原料制备具有分级孔结构的氮化碳,然后通过表面沉积的方法在氮化碳表面负载Ag3P04。Ag3P04修饰后的氮化碳可以在不加助催化剂的条件下实现可见光下的光催化析氢。Ag3PO4的加入加速电子在半导体之间的转移,有效抑制了光生电子-空穴的复合,提高了 g-C3N4的可见光利用率,Ag3P04负载g-C3N4表现出优异的光催化活性。2.由于三聚氰胺在亚磷酸溶液中水解形成三聚氰酸,二者通过水热反应得到含磷超分子前驱体。然后在碘化铵的存在下进行热聚合,碘在聚合的同时进入氮化碳材料的晶格中,实现热聚合与碘化的同步进行,最终得到磷碘共掺杂氮化碳(I/P-CN)。利用扫描电子显微镜可以确定I/P-CN具有片层堆叠而成的一维结构,而且非金属元素的掺入导致材料形貌发生改变,能带结构有所改变,对可见光吸收能力增强,光生载流子复合几率下降,与g-C3N4相比,I/P-CN可见光下的光催化产氢性能显著提高。3.首先利用废弃的生物质材料稻壳灰,制备具有良好导电性的多级孔碳材料,利用酸刻蚀碳材料制备成小尺寸碳。然后将碳粒子加入三聚氰胺和亚磷酸混合溶液中进行水热反应,得到含有碳粒子的超分子前驱体,最后对其进行高温下的热聚合则得到负载碳的氮化碳。其中多级孔碳材料具有很好的倍率特性以及导电性,与氮化碳材料进行复合后,能够大大提高氮化碳作为光催化剂的电子传输速率,光生电子-空穴能够有效分离,因而,光催化活性能够获得明显提高。