伴随着经济的快速发展,能源短缺和环境污染问题也越来越严重。目前较为有效的解决方法是充分利用清洁可再生的太阳能,而能够充分利太阳能的关键是采用简单易行的方法构建高效可控的光催化剂。由于单一的催化剂都存在稳定性差、电子传输能力低、对太阳能利用率不高等问题,所以具有优良性能的新型复合光催化剂的设计与合成是目前研究的热点。碳量子点自被发现以来,由于其自身优良的综合性质,在多个领域都有着重要的应用。与其它碳纳米材料相比,碳量子点特有的高水溶性、表面多官能团、上转换荧光、光致发光等性能,使其在构筑新型复合催化剂方面起着重要的作用。本文以蔗糖为碳源,通过水热法首先合成了高水溶性和表面多官能团的碳量子点,利用碳量子点表面的还原性基团设计和合成了三种新型复合催化剂,并考察了其光催化活性及光催化增强机理,具体如下:1、利用碳量子点表面多还原性基团的特点,通过简单的水热法还原硝酸银和偏钒酸盐得到了一种CQDs@Ag/VOx(VO₂和V₆O₁₃)纳米棒催化剂,CQDs对稳定Ag/VOx纳米棒结构起到了重要的作用,该材料在可见光下表现出较高的光催化降解MB和Rh B的活性。当利用NaBH₄将CQDs表面的含氧基团及少量残留Ag⁺还原后,得到的RCQDs@Ag/VOx的催化活性显著升高,可见光下降解MB和Rh B的反应速率分别是CQDs@Ag/VOx的1.30和1.97倍,这主要是因为RCQDs中具有较多的sp²杂化碳及π-π共轭结构与Ag纳米颗粒的协同作用增强了RCQDs@Ag/VOx对可见光的吸收,并有效地抑制了光生电子和空穴对的复合。2、首先借助于CQDs表面的还原基团在室温下超声还原钯酸得到CQDs@Pd纳米簇,再利用CQDs表面基团将CQDs@Pd均匀地分布在SnS₂纳米片上得到CQDs@Pd-SnS₂复合催化剂。我们发现即使在黑暗条件下,当Pd含量仅有1.4 w%时,CQDs@Pd-SnS₂也表现出良好的光催化还原4-NP的活性,明显不同于Pd-SnS₂,这可能是因为所得到的CQDs@Pd纳米簇相对于NaBH₄还原的Pd纳米颗粒,能提供大量的活性位点、增加活泼氢和硝基芳香类化合物的吸附,进而显示了高的催化活性。可见光下硝基芳香类化合物在CQDs@Pd-SnS₂表面的转化速率急剧增大,表现出明显优于SnS₂,CQDs-SnS₂,Pd-SnS₂的光催化还原硝基芳香类化合物（对硝基苯酚、邻硝基苯酚、对硝基苯胺）的活性,反应速率常数k分别为0.0477min^-1,0.0308min^-1,0.0282min^-1,其中光催化还原4-NP的为后面三种催化剂的333.6,132.8和40.4倍。这主要归因于CQDs@Pd有效地促进了Sn S₂表面的电子与空穴的分离,并将电子转移到Pd纳米颗粒表面,进而表现出优良的光催化还原性能。CQDs对复合结构的稳定起到了非常重要的作用,四次催化循环实验后CQDs@Pd-SnS₂仍然保持相同的催化性能。3、通过油浴回流的方法,以富含表面基团的CQDs作为还原剂和碳源,合成了碳层厚度可调的Carbon/Pd复合催化剂。TEM结果显示CQDs表面基团的相互交联可形成碳薄层来固定还原得到的Pd纳米颗粒。在不同的比例的Carbon/Pd中,Carbon_2.5/Pd对硝基芳香类化合物有着最高的热催化性能（NaBH₄作为还原剂）,能在分别在65s、30s、28s内快速还原4-NP、2-NP及4-NA。此外,可见光照条件下,Carbon/Pd能加速还原性能较弱的HCOONH₄的还原,生成较多的活泼氢及·CO₂^-自由基,进而导致了硝基芳香类化合物的快速还原。这可能是因为由CQDs交联生成的碳层,能快速的传递Pd表面电子,进而提高了光催化活性。