光催化被认为是“能够同时解决能源和环境问题”的重要技术途径之一。但当前获得高性能光催化材料还存在很大挑战。构建多元复合体系因能通过集结各组分的优势来提高催化活性而倍受关注。因此,如何设计/构建复合体系,以实现性能最大化或新性能的开发是目前的研究热点和焦点。碳点（CDs）具有原料来源广、制备简单、优异的光物理和光化学性质等独特优势,已在光催化领域显示出了重要的应用前景。此外,金属铜及其化合物（如氧化铜等）因其优异的光吸收能力、高催化活性、低成本等特点,也被认为是具有良好应用潜力的催化材料。因此,本文将金属铜或其化合物引入到碳点复合结构中,设计了碳点掺杂的两种三元复合体系:碳点/氧化铜/介孔羟基磷灰石和碳点/铜/氮化碳纳米片,围绕复合结构的合成、光吸收及催化性能、催化机理等开展了系统研究。具体研究内容如下:首先,以柠檬酸为原料合成碳点溶液,然后将碳点溶液、硝酸铜溶液和实验室自制的介孔羟基磷灰石复合,在水热条件下获得碳点/氧化铜/介孔羟基磷灰石（CDs/CuO/mHA）复合结构。TEM、XRD、XPS等结果表明成功制备了CDs/CuO/mHA复合物。黑暗条件下还原对硝基苯酚（4-NP）实验表明CDs/CuO/mHA具有优异的催化活性。这主要源于（1）催化环境会使得CuO还原为为Cu₂O和Cu,而Cu₂O和Cu在水溶液中又迅速氧化为CuO,这种可逆的物相转化大幅促进电子传输,进而推动了对硝基苯酚（4-NP）的还原,（2）CDs表面π-π*结构能够增强4-NP的吸附,（3）mHA具有高比表面积和储电子能力,（4）各组分间具有良好的界面键合。其次,我们系统分析了引入光照后,复合体系催化4-NP的性能,讨论了不同光强、不同波长、以及光强引起的温度变化对催化性能的影响。结果表明,随着光强的增加催化速率也增加,随着波长的增加催化还原性能也不断增加,但是温的变化对催化性能影响不显著。在光照情况下,一方面,光生空穴可以促进Cu₂O和Cu更快的氧化为CuO,另一方面,CDs在光催化过程起到了电子供体的作用。此外,CDs/CuO/mHA在光催化5次循环使用后催化活性降低了不到10%,说明复合物具有优异的重复利用性和结构稳定性。最后,基于氮化碳（g-C₃N₄）的独特性质,我们进一步设计了碳点/铜/氮化碳纳米片复合结构（CDs/Cu/g-C₃N₄）。首先,以三聚氰胺为原料,制备出体状C₃N₄,然后通过在空气中二次煅烧体状g-C₃N₄,获得g-C₃N₄纳米片。初步分析了该复合结构的光催化性能。结果表明,复合样品对光的吸收能力增强,但其催化性能却没有提升。我们推测,可能是多组元复合后,引入了较多缺陷,导致其催化活性的减弱。进一步的研究工作将在后续展开。