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石墨相碳氮化合物(g-C3N4)作为新型无金属聚合物n型半导体，具有许多有前景的特性，使得基于g-C3N4的材料成为新的一类用于电子，催化和能源应用的多功能纳米平台。尽管g-C3N4拥有众多优点且在各种光催化应用中具有光明前景，但较窄的可见光吸收范围，低量子产率以及光生电子-空穴易复合限制了其在应用中的效能。构建异质结已被证明是一个行之有效的解决方案，所以本文通过将过渡金属硫化物与g-C3N4构建异质结构来解决上述问题。此外，U(Ⅵ)的妥善处理也是一个备受瞩目的问题。虽然在以往的研究中已报道了光催化技术能够有效地将U(Ⅵ)还原为U(Ⅳ)，但最终还原形态，还原机理，影响因素以及实际应用效能还有待进一步探究。所以本论文在探究材料的光电学性能以及光催化性能的同时也关注了上述问题。主要工作包括：
(1)通过煅烧法和水热法成功地合成了二维的g-C3N4纳米片(简写为g-CNNS)和花状MoS2。MoS2/g-C3N4纳米片(简写为FMCN)通过水浴，超声和煅烧的方法成功匹配结合。通过XRD，FT-IR，SEM和TEM，证实了g-CNNS和MoS2之间界面匹配良好。U(Ⅵ)的光催化还原表明FMCN在可见光下对U(Ⅵ)具有良好的催化还原作用，在75min时，0.05-FMCN在pH=5.5的条件下对U(Ⅵ)的还原率为86.8%。UV-vis，PL等表征方法证实，g-C3N4/MoS2获得了更强的可见光吸收，更快的光生电荷分离和传输，从而显著增强了光催化性能。通过XPS-VB以及Mott-Schottky曲线测出了材料的带隙位置。最后，通过活性物种捕获实验证明，h+,?O2-及?OH均为U(Ⅵ)还原中活性物质。
(2)分别通过热氧化法和水热法成功地合成了2D的g-CNNS和六角形SnS2纳米片，2D结构与2D结构的复合可以最大限度地拓展比表面积，暴露更多的活性位点，为U(Ⅵ)的还原提供优越环境。SnS2/g-CNNS(简写为SnCN)通过简单的热处理方法成功匹配结合。通过XRD，FT-IR，SEM和TEM，证实了g-CNNS和SnS2之间界面复合良好。U(Ⅵ)的光催化还原试验表明SnCN在可见光下对U(Ⅵ)具有优异的催化还原作用，在90min内对U(Ⅵ)的还原率为98.39%。通过改变pH、铀溶液浓度、固液比，甲醇含量等实验条件研究了材料的最佳还原条件，即在pH=5，CU(Ⅵ)=100ppm，固液比为1g.L-1，甲醇添加量为3.5mL时催化剂对U(Ⅵ)有最好的催化还原性能。此外，在太阳光下进行实际条件下的光催化性能研究。UV-vis、光电流响应等表征方法证实，SnCN获得了更强的可见光吸收，更快的光生电荷分离和传输，从而显著增强了光催化性能。Mott-Schottky和XPS价带谱准确地分析出材料带隙。通过XPS探究了材料内在的电子-空穴传输机制以及铀的价态，以TEM探究材料光催化后表面形貌变化，通过XRD确定铀的最终沉积形式为(UO2)O2·2H2O。最后，通过活性物种捕获实验证明，h+,?O2-及?OH均为U(Ⅵ)还原中活性物质。
(1)通过煅烧法和水热法成功地合成了二维的g-C3N4纳米片(简写为g-CNNS)和花状MoS2。MoS2/g-C3N4纳米片(简写为FMCN)通过水浴，超声和煅烧的方法成功匹配结合。通过XRD，FT-IR，SEM和TEM，证实了g-CNNS和MoS2之间界面匹配良好。U(Ⅵ)的光催化还原表明FMCN在可见光下对U(Ⅵ)具有良好的催化还原作用，在75min时，0.05-FMCN在pH=5.5的条件下对U(Ⅵ)的还原率为86.8%。UV-vis，PL等表征方法证实，g-C3N4/MoS2获得了更强的可见光吸收，更快的光生电荷分离和传输，从而显著增强了光催化性能。通过XPS-VB以及Mott-Schottky曲线测出了材料的带隙位置。最后，通过活性物种捕获实验证明，h+,?O2-及?OH均为U(Ⅵ)还原中活性物质。
(2)分别通过热氧化法和水热法成功地合成了2D的g-CNNS和六角形SnS2纳米片，2D结构与2D结构的复合可以最大限度地拓展比表面积，暴露更多的活性位点，为U(Ⅵ)的还原提供优越环境。SnS2/g-CNNS(简写为SnCN)通过简单的热处理方法成功匹配结合。通过XRD，FT-IR，SEM和TEM，证实了g-CNNS和SnS2之间界面复合良好。U(Ⅵ)的光催化还原试验表明SnCN在可见光下对U(Ⅵ)具有优异的催化还原作用，在90min内对U(Ⅵ)的还原率为98.39%。通过改变pH、铀溶液浓度、固液比，甲醇含量等实验条件研究了材料的最佳还原条件，即在pH=5，CU(Ⅵ)=100ppm，固液比为1g.L-1，甲醇添加量为3.5mL时催化剂对U(Ⅵ)有最好的催化还原性能。此外，在太阳光下进行实际条件下的光催化性能研究。UV-vis、光电流响应等表征方法证实，SnCN获得了更强的可见光吸收，更快的光生电荷分离和传输，从而显著增强了光催化性能。Mott-Schottky和XPS价带谱准确地分析出材料带隙。通过XPS探究了材料内在的电子-空穴传输机制以及铀的价态，以TEM探究材料光催化后表面形貌变化，通过XRD确定铀的最终沉积形式为(UO2)O2·2H2O。最后，通过活性物种捕获实验证明，h+,?O2-及?OH均为U(Ⅵ)还原中活性物质。