碳量子点是一种零维碳纳米材料,由于其具有明显的量子限域效应,表现出了许多新的物理化学性质,使它们在光催化领域有潜在应用。以炭煤作为原料,用强氧化剂处理,可以剥离得到碳量子点。这种方法适用于低成本碳源以溶液的形式大量制备。然而,阻碍这种方法进行工业大规模生产高性能碳量子点的主要因素包括两点:一是过量的氧化剂的去除,二是在酸碱中和时产生的盐类的去除。因此,要想实现高性能碳量子点的大规模生产,最重要的是发展绿色简便的制备工艺。除此之外,碳量子点的光吸收主要集中在紫外光区域,限制了它在光催化领域的应用,而原位复合银可以提高其在可见光区域的光催化活性。银与碳量子点复合不仅可以促进电荷的分离,还可以利用银的等离子体共振吸收拓宽光吸收、使碳量子点的吸收峰红移。基于此,本论文首先对煤制备碳量子点的方法进行了改进,使其适用于大规模生产,而后利用光还原制备了两种不同的复合结构,研究了结构对银改性碳量子点的影响。研究的内容以及成果主要有以下几个方面:1.用H₂O₂选择氧化煤中的有机碳制备了碳量子点,利用扫描电镜、透射电镜、红外光谱、光电子能谱、荧光分光光度计和紫外-可见分光光度计等表征手段对煤和碳量子点的尺寸、结构、元素、官能团、光学性质和催化性质进行表征。结果表明:碳量子点通过H₂O₂选择氧化煤中的有机碳区域而分离晶体碳制备,形貌为类球形,尺寸为1-3nm。碳量子点主要由C和O元素构成,含有C-O、C-C、C=O、-COOH和-OH等键。对CQDs的产率进行分析,发现与报道的方法相比提高很多,并且制备方法简便,适于大规模生产。对CQDs的可见光光催化性能进行测试,发现CQDs与商业光催化P25相比,有更高的光催化活性,从而找出了一种大规模生产高效光催化剂的方法。2.针对目前CQDs在光催化方面的缺点,如可见光吸收弱、光催化活性较差等,进行改性设计。设计思路包含以下几个方面:首先,银具有等离子体共振吸收,在可见光区域有较强的吸收,与银复合可以会提高CQDs在可见光区的吸收从能增强CQDs对可见光的利用率。其次,我们对合成方法进行了设计。光还原是一种简单、快速无污染制备银复合材料的方法,我们根据CQDs的上转换性质,提出用可见光光还原原位制备Ag/CQDs纳米结构。最后,我们对光还原制备Ag/CQDs复合材料进行热力学的可行性分析。根据热力学形核原理,探究了碳量子点表面还原Ag+原位制备Ag/CQDs复合材料的热力学条件,证明了光还原制备Ag/CQDs复合结构在热力学上的可行性。3.我们根据设计思路,首先用乙二醇制备的碳量子点（CQDs-1）来进行初步验证。对实验结果进行测试分析,发现光还原过程与设计思路一致。由于Ag的等离子体共振吸收与银的粒径和结构有关,因此Ag对CQDs的改性有条件限制。为了找出Ag/CQDs复合结构光吸收和光催化之间的关系,我们用第二种碳源制备的碳量子点（CQDs-2）光还原制备与Ag/CQDs-1不同的结构。通过光吸收和光催化性能测试,我们发现Ag/CQDs-1与Ag/CQDs-2相比,尺寸较小,可见光吸收明显增强,进而可将光的催化性能也大大提高。最后,我们对影响光还原制备Ag/CQDs的因素进行了探究,找出了影响复合材料可见光区域吸收的因素,为光还原制备贵金属基复合光催化剂提供借鉴。