当今社会,环境污染和能源短缺已成为人们所关注的热点问题,而光催化水分解产生氢气是解决这一问题的重要方法之一。此外,利用光解水产氢过程和产氧过程,可以出制备一系列在温和条件下的氧化还原绿色方法,进而合成具有高附加值的精细化学品。但是对于目前的光解水反应而言,主要存在两个问题,一是太阳能利用效率低,二是缺乏低成本、高活性的半导体催化剂。因此,发展高量子效率、高可见光利用率、高稳定性和廉价的新型光催化剂,已成为科研工作者的研究重点。最近报道的聚合物氮化碳(PCN)是新兴的半导体材料之一,其作为新一代无金属光催化剂,拥有合适的能带结构,因此具有可见光催化活性。然而,利用传统高温聚合方法合成的PCN,其比表面积和结晶度都很低,光生电子与空穴极易快速复合,从而导致其光催化活性较低,也阻碍了该材料在光催化领域的进一步应用。为了解决这些问题,本工作主要通过杂原子共掺杂和固体盐模板法两个方面对PCN材料进行改性。首先通过与Se原子掺杂的方式,增大PCN的比表面积,从而提高其光催化氧化反应活性。另一方面,通过固体盐模板法合成的PCN材料具有良好的结晶性,以固体盐作为氮化碳前驱体聚合的模板剂,使得PCN在高温聚合时沿着特定方向生长,从而提高PCN的聚合程度和结晶性。良好的结晶性不仅增强了其光吸收能力,优化了 PCN的价导带位置,同时还降低了光生载流子与空穴的复合速率,进而提升了其光解水产氢活性。此外,本文对PCN的应用也做出了进一步的拓展。目前,聚合物氮化碳主要应用于光解水、二氧化碳还原等方面。但其在光化学合成方面的研究还比较少。由于PCN在光照条件下可以产生电子和空穴,激发电子具有很强的还原性而空穴则具有很强的氧化性,因此可以利用这一性质实现多种有机氧化还原反应。如烯烃氧化与醇氧化,烯烃与炔烃的加氢反应。进一步的,我们也可以合理利用光解氘水原位产生的D源,实现药物分子的选择性定点氘代。与此同时,PCN材料也可以催化硝基氢化还原为氨基,并进一步实现氨基的N,N-甲基化反应。