氢气作为一种二次能源,具有高能量的化学燃料。应用光催化剂进行光解水制氢,氢气直接由太阳能通过分解水制备是目前的热点研究方向之一。本论文从能源和环境角度出发,以提高光解水制氢的性能为目标,对石墨相氮化碳从制备工艺和催化原理进行相关研究。先由制备工艺出发,从不同方法(煅烧法和水热/溶剂热法)到不同前驱体(尿素,二聚氰胺,三聚氰胺,硫脲)的制备工艺进行研究,并进行了相关表征。本论文着重讨论了尿素制备石墨相氮化碳的工艺,而对水热/溶剂热法制备石墨相氮化碳仅仅探索了一种方法,并没有进一步进行掺杂处理。增大比表面积是提高光催化剂效率的一种方法,因为这样会增加催化剂的活性位点,减缓空穴电子的复合。采用了二次煅烧的方法对石墨相氮化碳进行热剥离处理,在无任何软、硬模板的情况下,剥离结果达到了预期,所合成的石墨相氮化碳纳米片层的比表面积高达648 m2 g-1。我们把这种大比表面积的石墨相氮化碳应用在光解水制氢领域,产氢效率比较出色,可达到2.56 mmol h-1 g-1。经过长时间的循环性测试,得知石墨相氮化碳纳米片层的光解水制氢性能的循环性能是非常稳定性的。在这个少层的石墨相氮化碳纳米结构中,有着更多的活性位点,再加上自组装高功率的固定波长的LED灯,产氢性能有了大幅度的提升。