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碳是生物界和化石能源的主要组成元素,具有良好的生物和环境兼容性;以碳为骨架的功能性材料的研发始终为研究人员所重视,研发能够替代其它对环境和生物不友好的有机和无机功能材料,一直是研究人员关注的焦点。随着科研人员对碳材料的结构化、小尺度化,开发出了一系列具有功能特异的新型碳材料——碳纤维、C60、石墨烯、碳纳米管,这些碳材料的一些性能甚至超过了已有的金属和非金属材料。碳量子点(Carbon quantum dots)是近些年来发现的又一种新型的碳材料,是碳材料与纳米技术结合进一步小尺寸化的产物,其尺寸为1-10纳米,与含金属的半导体量子点相同,具有荧光效应,在激光、生物标记和太阳能电池等领域具有广阔的应用前景,而且环境兼容性更好;进一步研究表明这种材料具有优异的化学惰性、水溶性、低毒性和电子传输性,且原料丰富廉价,由此逐渐成为碳纳米材料家族的一颗新星。采用化学氧化法以色素碳黑和丙三醇为碳源制备了碳量子点,对制备条件进行了探讨和优化,并对制备出的碳量子点进行了荧光、紫外、红外、HR-TEM、XRD、EDS分析和表征,发现两种方法制备的碳量子点有所差别,以丙三醇为碳源通过化学氧化法制备碳量子点的条件不易控制,极易碳化;对以色素碳黑为碳源制备的碳量子,研究了制备温度、原料配比对制备的碳量子点的尺寸、荧光特性和产量的影响,发现在80-120℃温度范围内,低温主要进行氧化插层反应,高温主要进行氧化剥离成小分子的反应,氧化剂的用量必须满足插层和剥离两次氧化反应的需求,较高的温度有利于制备尺寸更小的碳量子点;荧光分析表明,随着温度的升高,制备的碳量子点在320nm光激发下,荧光的可见发射波长发生红移。采用化学浸渍法制备了CdS/CQDs复合光催化剂,并进行了XRD、SEM、EDS表征,探讨了不同CQDs和CdS配比下,CdS/CQDs材料对光催化脱色性能的影响,研究结果表明:在高CQDs配比下(大于5%)下,CdS/CQDs材料表现出高效的色素吸附能力,其吸附效率高于活性炭和色素碳黑,且远高于光催化速度,在2分钟内就能达到优于CdS的光催化脱色效果;在较低的CQDs配比下(小于1%),CdS/CQDs材料的光催化降解过程占据主导作用,对罗丹明B的光催化降解性能优异,20分钟就能达到CdS光催化剂2小时才能达到的光催化降解效果。CdS/CQDs材料的光催化降解实验说明,碳量子点是一个有应用前景的光催化助催化复合材料。