石墨相氮化碳（g-C3N4）不仅仅在制氢、污染物降解、燃料电池、生物传感等一系列光催化氧化还原反应中表现出良好的电光特性,同时,具有优异的热稳定性和化学稳定性。但其催化活性由于比表面积小、可见光响应低、光生电子空穴对的结合迅速等缺点阻碍着这种材料的发展。有研究表明:想要提高g-C3N4的光催化效率和拓宽在光催化领域的应用,空位、掺杂、吸附和构建异质结等方法都可以用来改善g-C3N4的电光特性。本文利用密度泛函理论（DFT）中第一性原理的计算方法,采用Materials Studio（MS）软件构建g-C3N4中的C/N单空位和异质结 g-C3N4/h-BN、g-C3N4/ZrS2 和 g-C3N4/ZrS2/g-C3N4 的模型,利用 Vienna Ab-initio Simulation Package（VASP）来完成对材料的晶体结构、光电特性等一系列性质的计算和分析。首先,我们对两种不同结构的g-C3N4（g-h-C3N4和g-t-C3N4）的C/N单空位的晶体结构、光电特性和功函数进行了研究。我们将g-h-C3N4中不同空位结构记为:V-N11、V-N12、V-N13、V-C11和V-C12。g-h-C3N4的单空位缺陷结构较原结构有细微变形,但都可以稳定存在。单层g-h-C3N4是间接带隙的半导体,g-C3N4中含有C空位的结构都是直接带隙,含有N空位的结构都是间接带隙。并且除了V-N13结构外,所有的结构带隙都得到了一定的减小,同时增强了该材料在可见光区域的响应能力。将g-t-C3N4中的不同空位结构记为:V-N21、V-N22和V-C21。单层g-t-C3N4是直接带隙的半导体,含有N空位的结构都是间接带隙,C空位为直接带隙,其中所有的空位缺陷材料均比单层g-t-C3N4的带隙值要低,在可见光区域也比单层g-t-C3N4要有更高的光吸收峰,且光吸收峰峰值有着明显的红移现象。其次,我们构建了 g-C3N4/h-BN的模型并对其电光特性、电荷差分密度及带边位置进行研究。结果表示:g-C3N4/h-BN具有良好的力学稳定性,是一个典型的I型异质结。其带隙为2.89eV,相比较单层h-BN的带隙（5.11eV）减小了 2.22eV,其价带顶是由h-BN中的N 2p轨道所贡献,导带底由g-C3N4中的C 2p和N 2p轨道所贡献。光吸收谱图的计算结果表明了:在可见光下,g-C3N4/h-BN有比单层g-C3N4和h-BN更强的光响应能力。g-C3N4/h-BN具有的导带边大于-4.44eV,价带边小于-5.67eV,易于发生H+还原O2-氧化的反应,并且可以促进e-/h+的分离,从而提高氧化还原能力和光催化效率。最后,我们对g-C3N4/ZrS2和g-C3N4/ZrS2/g-C3N4的电光特性进行了简单的计算。通过结果分析,我们得到:两种结构的带隙分别为:1.63eV和1.56eV。它们的导带底和价带顶分别由ZrS2中的Zr原子和g-C3N4中的N原子所贡献。并且g-C3N4/ZrS2和g-C3N4/ZrS2/g-C3N4在可见光范围内都有两个吸收峰,g-C3N4/ZrS2的光响应能力在光吸收谱图中明显要弱于g-C3N4/ZrS2/g-C3N4,并且,在可见光范围内的两个吸收峰峰值也较低,故g-C3N4/ZrS2/g-C3N4有较强的光响应能力。