Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη μελέτη νέων πολυμερικών φωτοκαταλυτών ενεργών στο ορατό φως, με στόχο τη φωτοκαταλυτική διάσπαση του νερού και την αποτελεσματική απομάκρυνση ρύπων σε υγρή και αέρια φάση. Μεταξύ των πολυμερικών φωτοκαταλυτών, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το πολυμερικό νιτρίδιο του άνθρακα (Polymeric Carbon nitride, PCN), στο οποίο εστιάζει η παρούσα εργασία, καθώς και οι εξελιγμένες μορφές του, το αμίδιο πολυεπταζίνης (Polyheptazine imide, PHI) και το αμίδιο πολυτριαζίνης (Polytriazine imide, PTI), επιδεικνύουν εξαιρετικές φωτοκαταλυτικές επιδόσεις, καθώς συνδυάζουν υψηλή δραστικότητα, βιωσιμότητα και αποδοτική αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας. Στο πλαίσιο της μελέτης, παρουσιάζονται προηγμένες μέθοδοι σύνθεσης, τροποποίησης και βελτιστοποίησης των υλικών αυτών με σκοπό την ενίσχυση της απόδοσης και της σταθερότητάς τους. Αξιολογείται επίσης η αποτελεσματικότητά τους στην διάσπαση περιβαλλοντικών ρύπων, όπως οργανικές ενώσεις, βαρέα μέταλλα και οξείδια του αζώτου (NOx), καθώς και η δυνατότητά τους για παραγωγή καθαρής ενέργειας μέσω φωτοκαταλυτικής διάσπασης του νερού με στόχο την παραγωγή υδρογόνου. Επιπρόσθετα, αναδεικνύεται η συμβολή της τεχνητής νοημοσύνης (AI) και των αρχών της κυκλικής οικονομίας (Circular Economy, CE) στον σχεδιασμό και την ανάπτυξη βιώσιμων και καινοτόμων φωτοκαταλυτών, ενώ παράλληλα παρουσιάζονται οι μελλοντικές κατευθύνσεις για περαιτέρω βελτιώσεις και για την ευρύτερη αξιοποίησή τους σε εφαρμογές περιβαλλοντικής αντιρρύπανσης και παραγωγής καθαρής ενέργειας.

This thesis focuses on the development of novel polymeric photocatalysts active under visible light, aiming at photocatalytic water splitting and efficient pollution remediation in both liquid and gaseous phases. Polymeric photocatalysts, particularly polymeric carbon nitride (PCN) and its advanced derivatives, such as polyheptazine imide (PHI) and polytriazine imide (PTI), demonstrate excellent photocatalytic performance by combining high catalytic activity, sustainability, and efficient solar energy utilization. The study presents advanced synthesis, modification, and optimization strategies to enhance the performance and stability of these materials. Their effectiveness is evaluated in the degradation of a range of environmental pollutants, including organic compounds, heavy metals, and nitrogen oxides (NOx), as well as in their potential to generate clean energy via photocatalytic water splitting for hydrogen production. Furthermore, the contribution of artificial intelligence (AI) and circular economy (CE) principles to the design and development of sustainable and innovative photocatalysts is highlighted, providing insight into future research directions that could improve their performance and expand their practical applications in environmental remediation and renewable energy generation.