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光催化技术的核心是高效光催化材料的设计与合成。氮化碳(g-C3N4)材料具有类石墨相结构,由于廉价、易得、独特的能带结构和良好的热学稳定性,被广泛应用于光解水制氢、光催化降解环境污染物和光催化还原CO2。本论文为进一步拓展g-C3N4可见光响应型复合光催化材料在环境污染物控制领域的应用,研制了五种高效、长效且具有可见光响应活性的AgBr/g-C3N4、 g-C3N4/Ag3PO4、g-C3N4/Ag3VO4、g-C3N4/Bi2WO6和g-C3N4/BiOI复合光催化材料,通过X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(DRS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、荧光光谱(PL)等多种表征方法对复合材料的微观结构、形貌、光学性质等物理化学性质进行深入细致的分析,并考察复合材料在可见光照射下光催化降解环境污染物的性能,深入研究复合材料自身结构和光催化活性之间的构效关系,同时探讨了不同复合材料光催化的本质机理。首先运用水浴法合成了AgBr/g-C3N4可见光驱动型光催化材料。采用XRD、TEM、XPS、DRS、PL、FT-IR、Raman和表面积分析仪对合成的复合材料进行了表征分析。XRD、EDS、TEM、FT-IR、Raman和XPS分析表明,AgBr纳米颗粒均匀分布于g-C3N4表面上,并形成了物理异质结结构。通过光催化降解甲基橙实验,考察AgBr/g-C3N4复合材料的光催化活性,研究结果表明AgBr/g-C3N4复合材料表现出比单体g-C3N4和AgBr纳米颗粒显著提高的光催化性能。光电研究表明,引入AgBr纳米颗粒后,AgBr/g-C3N4复合材料的光电流显著增强,比单体g-C3N4提升了21倍。AgBr/g-C3N4复合材料光催化性能增强,其主要原因是g-C3N4和AgBr之间的相互耦合作用。同时通过实验分析了AgBr/g-C3N4复合材料光催化机理和其光催化动力学特性。其次采用水热法合成了g-C3N4,并进一步采用沉淀法合成g-C3N4/Ag3PO4复合光催化材料。通过XPS、XRD、DRS、FT-IR、TEM和EDS等表征方法表征g-C3N4/Ag3PO4的结构、形貌、光学性质等。研究结果表明,Ag3PO4以球型颗粒的形态均匀分布在g-C3N4的表面,并且在复合材料的接触界面形成物理异质结结构。通过光催化降解目标污染物亚甲基蓝(MB)的实验表明,g-C3N4/Ag3PO4 (2 wt %)呈现出最高的光催化活性,其光电流的强度是本体Ag3PO4的2倍。同时Ag3PO4复合材料还能降解无色污染物环丙沙星(CIP),呈现良好的光催化降解性能。通过光催化机理研究发现,在光催化降解MB的过程中,空穴是反应体系的主要活性物种；g-C3N4的复合不仅能够提升Ag3PO4的光催化活性,同时还能够增强Ag3P04的稳定性。再次通过共沉淀法合成了g-C3N4/Ag3VO4可见光驱动型复合光催化材料。并通过FT-IR、XRD、XPS、TEM以及DRS等多种表征方法对样品进行了分析研究。在可见光照射下,以MB和RhB为模型化合物,考察g-C3N4/Ag3VO4复合材料的光催化性能。研究发现,g-C3N4/Ag3VO4复合材料的光催化性能明显高于单体g-C3N4和Ag3V04材料。光催化降解有机污染物动力学研究发现,经g-C3N4改性后,Ag3V04复合光催化材料降解污染物速率明显提升。当g-C3N4含量为0、2.5 wt%、5 wt%和7.5wt%时,相应的速率常数分别为0.605min-1、1.718 min-1、10.071min-1和0.7013 min-1。当g-C3N4含量为5wt%时,光催化降解速率常数达到最高,为10.071 min-1,是单体Ag3VO4的16.6倍。光电流分析发现,g-C3N4/Ag3VO4复合光催化材料的电荷转移能力与单体Ag3V04相比显著提升。自由基捕获实验研究发现,空穴是主要的活性氧化物种。构效关系研究发现,g-C3N4和Ag3VO4相互之间的协同作用有助于光生电子和空穴的分离,从而有利于光催化性能的提升。然后又通过浸渍法制备了不同g-C3N4比例的g-C3N4Bi2WO6可见光驱动型复合光催化材料。并通过IR、HRTEM、TG、XRD、TEM、XPS、DRS等方法对复合光催化材料进行表征分析。研究结果显示,g-C3N4的引入并未改变Bi2WO6的晶型结构。DRS研究结果显示g-C3N4/Bi2WO6复合材料的光吸收范围出现红移现象。SEM及TEM表征发现g-C3N4与Bi2W06之间形成了物理异质结。g-C3N4/Bi2WO6可见光驱动复合材料中的异质结结构的存在促进了光生电子-空穴的有效分离,极大的抑制了电子-空穴的复合。当g-C3N4复合比例达到3wt%时,复合材料的光催化活性最高。研究发现,复合材料异质结结构的存在有助于光生电子和空穴的分离,从而有助于光催化活性的提高。最后在离子液体作用下,采用EG辅助溶剂热法合成了g-C3N4/BiOI复合光催化材料。运用多种技术研究了复合材料的结构、形态和光催化性能。在反应过程中,离子液体不仅起到溶剂、反应前驱物、模板剂和分散剂作用,能够很好的分散g-C3N4,使其均匀地分散于球体状BiOI表面,形成表面均匀附着g-C3N4的纳米异质结结构。并运用三种不同类型污染物染料MB、RhB、甲基橙(MO)作为模型污染物评估g-C3N4/BiOI复合材料的光催化活性,结果显示g-C3N4/BiOI可见光驱动复合光催化材料表现出比纯BiOI更高的光催化活性。同时,通过无色内分泌干扰物双酚A(BP A)和4-氯酚(4-CP)进一步评估g-C3N4/BiOI复合材料的光催化活性,以排除反应体系中染料敏化作用。在光催化降解无色污染物研究中,g-C3N4/BiOI复合材料也表现出比纯BiOI高的光催化降解性能,表明g-C3N4/BiOI光催化降解具有广谱性。光催化机理研究发现,g-C3N4覆盖于BiOI微球表面形成物理异质结有助于改善电子-空穴的分离,从而增强光催化活性。