最近几年,我们人类面临着环境污染和不可再生能源的不断消耗的能源问题。而光催化分解水通过半导体被看作是一种缓解对一次能源消耗的有效的方法,而高效的光催化剂被认为是光催化制氢的关键因素。最近,石墨相氮化碳由于其光学性质和合适的带隙而在光催化领域引起了广泛的关注。本论文主要以氮化碳为研究对象,对其进行了非金属的掺杂,缺陷的引入和多相半导体复合等方法,并对所获得的样品进行了光解水产氢的性质评估。本论文的研究内容具体如下:1.本论文首先通过原位煅烧的方法制备了掺杂不同有机物量的氮化碳,这旨在通过有机物的掺杂来提高氮化碳的光吸收能力,从而提高对太阳光的利用率。最后,将制备好的催化剂用于光催化实验测试。通过实验得到当掺杂0.2%有机物时表现出最好的光催化活性,可见光照射6 h之后其产H₂量达到1280μmol/g,是石墨相氮化碳的4.5倍。另外,我们还对催化剂CN-0.2进行了光吸收能力的表征,发现其光吸收的能力得到了明显的提升。2.通过掺杂有机物,g-C₃N₄的光吸收能力得到了进一步地提高。接着又对掺杂无机非金属元素的g-C₃N₄做了研究,目的是通过非金属的掺杂来调控其电子结构、带隙和光吸收能力从而提高光其催化活性。通过原位煅烧的方法成功地合成出了氟掺杂、磷掺杂和氟、磷共掺杂的氮化碳,并且将其分别命名为F-CN,P-CN,F,P-CN。对所合成的催化剂进行了性质测试,发现F,P-CN能表现出最好的产H₂量,在可见光照射6 h之后其产H₂达到1690μmol/g。最后,通过密度泛函理论（DFT）计算对所掺杂的催化剂进行了带结构和态密度的分析计算,以用来进一步研究其带结构的变化。3.通过煅烧和酸化处理两个步骤得到了含有尿素和氰基缺陷的氮化碳,并将其名命为DC-g-C₃N₄。发现引入这些缺陷之后的氮化碳其产H₂性能都有了明显的提升,其光催化活性达到1.02 mmol/g/h。在这个基础之上又和ZnIn₂S₄半导体进行了复合,形成一个典型的Z型异质结构,这样有利于提高光生电荷的有效分离,并能够增强复合半导体的氧化和还原能力,所以显著地提高了半导体在可见光下分解水的产H₂性能,在可见光下平均H₂速率达到1.65 mmol/g/h,远远高于纯的DC-g-C₃N₄和ZnIn₂S₄,机理通过莫特肖特基测试和EPR分析所证实。