太阳能是一种储量巨大且易获得的清洁能源,一直被认为是人们优化能源结构和保护环境的希望。半导体光催化技术因为可以高效利用太阳能用于光分解水制氢、降解水中的污染物、还原二氧化碳以及大多数有机合成反应,受到众多研究学者的广泛关注。石墨相氮化碳作为一种非金属有机聚合物半导体,具有良好的化学稳定性,热稳定性,光电性能。适合的禁带宽度和价带、导带位置带来了良好的可见光响应,以及适宜的电子转移路径,使其在光催化领域有着很大的应用潜力。本文采用模板法,共混和煅烧法,水热法等方法制备了一种新型g-C₃N₄同型异质结和一系列g-C₃N₄基三元复合催化剂,通过表征和理论分析研究了催化剂的形貌改变机制和结构变化趋势,评价了材料的催化活性,探索了光催化剂活性增强的原因。本论文主要研究内容包括:（1）在一种新型g-C₃N₄同型异质结中复制了中孔二氧化硅SBA-15硬模板的有序孔道结构。在没有金属引入和牺牲剂的帮助的情况下,新型g-C₃N₄同型异质结复合催化剂对甲基橙的降解效率得到了显著提高。以尿素和双氰胺为前驱体,以SBA-15为模板剂,将它们均匀混合并煅烧,得到具有有序介孔的D-C₃N₄（双氰胺）/U-C₃N₄（尿素）同型异质结结构（DUPG）。它具有以下属性:（I）同型异质结两端的D-C₃N₄和U-C₃N₄的价带和导带能级差异使得光生电子和空穴可以在两者复合异质结界面上定向转移;（II）大量且较为有序的中孔结构为复合催化剂提供了更大的比表面积进一步促进了光生电子-空穴对的分离。另外,较为有序的介孔结构提高了可见光的利用效率,从而进一步提高了g-C₃N₄的量子效率。因此,具有大量有序介孔的g-C₃N₄同型异质结材料显示出优异的光催化活性和优异的污染物消除能力。（2）首先通过简单的一步煅烧获得具有有序中孔（DUPG）的石墨氮化碳同型异质结。然后,我们通过共沉淀自组装方法在g-C₃N₄的表面上均匀涂覆BiOBr来获得DUPG/BiOBr异质结。经过两小时的可见光照射后,DUPG对甲基橙的降解效率明显提高。通过光致发光（PL）光谱,电化学阻抗谱（EIS）和光电流研究了光催化机理。结果表明复合材料中的DUPG和BiOBr具有紧密的相互作用和匹配的带结构。它们形成紧密的接触界面和良好排列的交叉能带结构,促进光生电子空穴对的分离并增强光催化活性。因此,DUPG/BiOBr光催化剂具有良好的光催化活性和环境适应性,具有良好的废水处理潜力。（3）采用一锅水热法合成了DUPG/InVO₄复合光催化剂,不仅拓宽了光催化剂的光响应范围,也大大改善了光催化剂的催化活性。甲基橙的光降解实验表明,复合催化剂对MO的最佳去除率在120 min内达到90%。通过XRD,TEM,UV-Vis,BET和瞬态光电流响应表征所有光催化剂。分析了结构与性能之间的关系,提出了该结构与形貌的形成机理。结果表明,与InVO₄的结合可以增加其比表面积并提供更多的缺陷位点。更重要的是,DUPG/InVO₄的特殊结构延长了光生电子空穴对的迁移路径,增加了光生载流子的使用寿命。