过氧化氢（H2O2）是一种环境友好的氧化剂,在废水处理、消毒、杀菌、漂白和化工合成等领域有广泛的应用。目前95%以上的H2O2是通过蒽醌法制备的。但该工艺涉及多步过程,能耗高且污染严重,同时高浓度H2O2的运输存在安全隐患。光催化技术可以通过光催化O2还原过程原位产H2O2,是一种有前景的绿色可持续产H2O2的方法。此外,光催化技术还可以通过光芬顿过程活化H2O2,生成强氧化性的羟基自由基（·OH）并用于污染物降解。在众多报道的光催化剂中,石墨相氮化碳（C3N4）具有化学性质稳定、可见光响应、易于制备等优点,是非常有潜力的原位产生和活化H2O2的光催化剂。但是受光吸收范围窄、电荷分离性能差以及质子/电子转移速率慢等因素的制约,目前C3N4光催化产H2O2的效率（添加空穴牺牲剂或纯水体系）以及中性条件下光芬顿活化H2O2的效率仍然较低。针对上述问题,本论文设计并制备了碱金属掺杂、N空位和氰基等缺陷修饰的C3N4光催化剂,调控C3N4的光吸收过程、电荷分离过程以及质子/电子转移过程,并揭示C3N4光催化性能增强的作用机制。主要研究内容和结果如下:（1）为了提高C3N4在添加空穴牺牲剂体系下的光催化产H2O2效率,提出掺杂和空位增强C3N4光吸收和电荷分离性能的策略,并通过离子热处理方法制备了碱金属掺杂和N空位共修饰的氮化碳（ACNN）。在10 vol%异丙醇作为空穴牺牲剂的条件下,考察ACNN在可见光下的光催化产H2O2性能。结果表明ACNN光催化产H2O2速率达到10.1mmol·h-1·g-1,是C3N4的88.6倍。ACNN在纯水体系下的光催化产H2O2速率达到45μmol·h-1·g-1,是C3N4的4.5倍。通过表面光电压谱、光致发光光谱和紫外-可见漫反射光谱考察碱金属掺杂和N空位这两种缺陷结构对C3N4的光吸收性能和光生电荷分离性能的影响。结果表明碱金属掺杂和N空位的引入不仅增强C3N4的光吸收性能,而且提高电荷分离性能,进而提高ACNN的光催化产H2O2性能。（2）为了进一步提高C3N4在纯水体系下的光催化产H2O2效率,提出氰基和N空位增强C3N4电荷分离性能的策略,并通过Na BH4热处理方法制备了氰基和N空位共修饰的氮化碳（CCN-Nv）。光致变色实验结果表明氰基缺陷能够使C3N4具有捕获、存储和释放电子的能力,氰基可以作为氧化还原介体。在纯水体系下,考察CCN-Nv在可见光下的光催化产H2O2性能。结果表明CCN-Nv在纯水中的光催化产H2O2速率达到356μmol·h-1·g-1,远高于块体C3N4和C3N4纳米片,是块体C3N4和C3N4纳米片的84.8倍和63.6倍。通过光致发光光谱和紫外-可见漫反射光谱考察氰基和N空位对C3N4的光吸收性能和光生电荷分离性能的影响。结果表明氰基可以提高光生电子和空穴的分离性能。此外,N空位也能促进光生电子和空穴的分离,提高CCN-Nv的光催化产H2O2性能。CCN-Nv光催化产H2O2性能提高的主要原因是氰基和N空位促进了光生电荷分离过程。与第二章的ACNN相比(45μmol·h-1·g-1),CCN-Nv在纯水体系下的光催化产H2O2性能提高了7.9倍。（3）为了提高C3N4中性条件下光芬顿活化H2O2的速率,提出氰基和N空位加速质子/电子转移的策略,并通过热扩散方法制备了氰基和N空位共修饰的铁掺杂氮化碳（Fe-CCN-Nv）。通过X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱等证明氰基和N空位引入到Fe掺杂的C3N4。以苯酚作为目标污染物,考察Fe-CCN-Nv的光芬顿性能。在近中性条件下,Fe-CCN-Nv在可见光下的动力学常数达到0.12 min-1,是Fe-C3N4的12.8倍。在暗态条件下,Fe-CCN-Nv动力学常数达到0.060 min-1。进一步考察p H对Fe-CCN-Nv光芬顿性能的影响。结果表明在宽p H（3-9）范围内,Fe-CCN-Nv的动力学常数变化小于25%,打破了传统H2O2活化过程对p H的依赖。综上所述,引入缺陷能够调控C3N4光催化剂的光吸收性能、电荷分离性能以及表面催化过程,进而能够提高C3N4光催化产H2O2及光芬顿性能。本研究提出的方法为设计具有高的光催化产H2O2和活化H2O2性能的催化剂提供了新思路。