【gC3N4及其复合材料的制备及光降解性能的研究】近年来，随着环境污染问题日益严重，尤其是水体和空气中的有机污染物，如何高效、低成本地进行污染物的去除成为科研领域的热点。其中，光催化技术因其具有能耗低、无二次污染等优点，被广泛应用于废水处理中。而石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作为一种新型的非金属光催化剂，在可见光条件下表现出良好的光催化活性，因此引起了广泛关注。

g-C₃N₄是一种由碳和氮组成的层状结构材料，具有较好的热稳定性和化学稳定性，同时其带隙宽度约为2.7 eV，使其能够在可见光范围内激发电子，从而产生具有强氧化能力的空穴和自由基，用于降解有机污染物。然而，由于其自身的载流子复合率较高、比表面积较小以及光响应范围有限，导致其光催化效率相对较低，限制了其在实际应用中的发展。

为了解决这些问题，研究人员通过将g-C₃N₄与其他功能材料进行复合，如金属氧化物、碳材料、半导体异质结等，以提高其光催化性能。例如，与TiO₂、ZnO等半导体材料复合后，可以形成异质结结构，促进电荷分离，增强光催化活性；与石墨烯或碳纳米管复合，则可以提高材料的导电性，加快电子传输速率，从而提升降解效率。

此外，通过对g-C₃N₄进行掺杂改性，如引入硫、磷等元素，也可以调节其能带结构，拓宽光响应范围，进一步提升其光催化性能。研究表明，经过适当改性的g-C₃N₄复合材料在降解染料、药物残留、农药等有机污染物方面表现出优异的性能，具有广阔的应用前景。

在实验过程中，通常采用溶剂热法、水热法、原位生长法等方法制备g-C₃N₄及其复合材料，并通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS、PL光谱等手段对其结构、形貌及光学性质进行表征。同时，利用模型污染物（如亚甲基蓝、罗丹明B等）进行光催化降解实验，评估其催化活性和稳定性。

综上所述，g-C₃N₄及其复合材料在光催化降解领域展现出巨大的潜力。未来的研究应进一步优化材料结构设计、提升光响应效率，并探索其在实际环境治理中的应用可能性，推动绿色可持续发展的进程。