能源危机和环境污染是21世纪人类面临的两大难题,开发清洁可再生的能源迫在眉睫。半导体光催化技术能够将太阳能直接转化为化学能并进行有效储存（例如光催化分解水产生氢气）,在解决能源问题和环境污染方面有着较大的潜力。石墨相氮化碳是一种新型聚合物半导体材料,它可以吸收部分可见光,且具有良好的热稳定性、光稳定性和环境友好性,成为目前光催化研究中的热点。但是块体g-C₃N₄存在可见光吸收范围窄、光生电子空穴对复合率高、比表面积小、溶液中分散性差等缺点。本文通过有机小分子共聚合改性来提高g-C₃N₄的光催化活性及拓展其光吸收范围,并将理论计算与实验研究相结合,揭示了光催化活性提高机理。具体研究内容如下:（1）将前驱体双氰胺与4,5-二氰基咪唑共聚合生成改性g-C₃N₄,样品的光吸收范围得到大幅度拓展。通过光催化产氢实验考察催化剂在可见光（λ≥420 nm）下的光催化活性,结果表明,4,5-二氰基咪唑加入量为0.05 g/3g双氰胺时,共聚合改性样品具有最佳光催化产氢活性。将最优改性样品N-CN_0.05进行液相剥离,得到N-CN_0.05二维纳米片,其可见光产氢活性进一步提升。表征结果证明,共聚合改性和液相剥离相结合的方法能够对g-C₃N₄的结构和形貌进行优化,增大比表面积,拓展光吸收范围,改善光生载流子分离和传输特性,进而提升材料的光催化活性。（2）为深入研究共聚合改性的作用机理,选取邻苯二腈、对苯二腈和间苯二腈作为聚合单体,制备出改性g-C₃N₄光催化剂材料。由产氢实验结果可知,邻苯二腈改性样品具有最佳的光催化活性。通过比较其结构和光解水产氢活性,深入探究了共聚合作用对g-C₃N₄光催化剂物理化学性质的影响。