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为了解决全球能源短缺和环境污染问题,利用光催化剂和太阳能分解水制备氢气作为能源,是一种的理想方法。但是,开发低价、稳定、高效的光催化剂,仍然是个巨大的挑战。碳点(CDs)由于具有低价,低毒性,抗光漂白,好的水溶性,好的生物相容性,易功能化等优良的物理化学性质,引起了广泛关注。并且应用在很多领域中,比如材料科学、能源、催化、生物标记、生物成像、药物输送等。在本文中,我们设计并合成了三种碳点修饰的氧化物复合光催化体系,包括碳点修饰的氧化钴复合催化剂(CoO1.6C0.7)、二氧化钨/钨酸钠/碳点复合催化剂(WO2-NaxWO3-CDs)、二硫化钼/四氧化三钻/碳点复合催化剂(MoS2-Co3O4-CDs),并对这些复合物的基本性质进行了表征,检测了其光催化产氢性能,并进一步研究了其光催化反应的机理。1.利用碳点和氯化钴作为原料,通过简单的氧化还原方法来获得CoO1.6C0.7复合物。使用该复合物作为光催化剂,研究其利用可见光分解水的催化活性。在可见光(λ>420 nm)的照射下,不加牺牲剂的条件下,H2析出速率为2.6μmol/h;使用三乙醇胺作为牺牲剂,产氢速率急剧增加至18.0μmol/h。复合催化剂在10次产氢循环反应以后,仍然保持着良好的稳定性。CoO1.6C0.7 复合物提高的光催化活性和增强的的稳定性可归因于CDs的添加,CDs的加入增强了光吸收并加速了电子转移。2.利用水热法合成了一种碳点修饰的二氧化钨/钨酸钠(WO2-NaxWO3)复合材料(WO2-NaxWO3-CDs)。它作为紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)宽光谱驱动的光催化剂,无需任何牺牲剂或助催化剂,可以实现完全光解水。当复合物中CDs的浓度为0.008 gCDs/g催化剂时,WO2-NaxWO3-CDs显示出最高的光催化活性,且水分解产生氢气和氧气的量呈化学计量比。在紫外光(λ<420 nm),可见光(420nm≤λ≤760nm)和红光(λ>760 nm)照射下,H2/O2的产生速率分别为0.05/0.02,2.58/1.24,4.74/2.28 μmol/h。而且,光催化剂在约6个循环的重复实验后,仍然显示出良好的稳定性。WO2-NaxWO3-CDs复合材料作为宽光谱驱动光催化剂用于实现完全水分解,可归因于WO2-NaxWO3和CDs的协同效应。其中WO2-NaxWO3提供合适的带隙,而CDs的添加可增强光吸收和加速光生电荷载体的分离效率。WO2-NaxWO3-CDs分解水过程是一种典型的协同四电子过程。WO2-NaxWO3-CDs混合光催化体系为宽光谱吸收光催化系统的设计提供了一种新策略,以扩展太阳光的利用。3.利用水热法合成了不同质量比的CDs和二硫化钼/四氧化三钴(MoS2-Co3O4)的复合物(MoS2-Co3O4-CDs)。该复合物作为光催化剂,在可见光(λ>420 nm)照射下,不加任何牺牲剂的情况下,可以实现完全光解水。当样品的CDs浓度为0.03gCDs/g 时,MoS2-Co3O4-CDs复合物表现出最高的光催化活性,H2/O2的析出速率分别为0.13/0.04μmol/h,并且具有增强的稳定性。在6次循环反应后,氢气和氧气产生速率保持稳定。MoS2-Co3O4-CDs增强的光催化活性和稳定性可归因于MoS2和Co3O4带隙的匹配以及CDs的添加。CDs的加入增强了光吸收并加速了光生电荷的分离效率。