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碳点（C-dots）是一类新型的零维碳纳米材料,与有机染料和传统的半导体量子点相比,C-dots表现出了许多优异的性能,比如粒径小、低成本、低毒性、化学稳定性和良好的电子传导性能等。另一方面,金属基纳米材料由于具有比表面积大、反应活性高等优点而引起了科学家们的研究兴趣。然而,金属基纳米材料由于具有高的表面能,因此它们很容易在反应过程中团聚,很大程度地降低了它们的反应活性。为了解决这个问题,人们使用各种载体材料比如石墨烯、碳纳米管、硅以及高分子等来固定裸露的金属基纳米材料以提高其稳定性。C-dots由于具有良好的水溶性、低毒性以及表面丰富的官能团种类,因此可作为一个优异的载体用于固定金属基纳米材料,同时能够增加原始材料的性能。基于此,本论文以C-dots作为基底载体,通过简单的化学还原法、超声法制得各种新型C-dots-金属基杂化材料,利用各种表征手段研究了杂化材料的形貌、结构、磁性以及光学性质,并对它们的催化性能以及催化机理进行了研究。主要内容包括:1.Ni@C-dots杂化材料的制备、表征以及催化还原Cr（VI）的应用通过简单的化学还原法制备了Ni@C-dots杂化材料,并利用透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和荧光技术手段研究了杂化材料的形貌、结构及光学性质。其中C-dots可以作为一个优异的载体用于Ni纳米粒子的成核和生长,同时也能防止它们团聚。此外,杂化材料的催化活性通过HCOOH还原Cr（VI）的反应体系来验证,并使用UV/vis分光光度计监测催化还原反应过程。Ni@C-dots杂化材料在室温下显示出优异的亲水性、良好的稳定性和高的催化活性。2.Co@C-dots杂化材料的制备及模拟过氧化物酶催化活性的研究通过简单的化学还原法制备了Co@C-dots杂化材料,并对它的形貌、结构以及荧光性质进行了系统的研究。进一步的催化实验表明Co@C-dots杂化材料具有类过氧化物酶的催化活性,并且它的活性高于裸露的Co纳米粒子（NPs）。另外,Co@C-dots杂化材料作为过氧化物模拟酶能够有效的催化降解亚甲基蓝（MB）。Co@C-dots杂化材料的催化机理通过稳态和时间分辨荧光技术来验证,结果表明Co@C-dots能够催化分解H2O2产生活性的.OH,同时C-dots能够加速电子在反应过程中的传递。这些结果表明,Co@C-dots杂化材料可以应用于生物化学分析和污水处理领域。3.磁性核壳型C-dots@MFe2O4（M=Mn,Zn和Cu）杂化材料的制备及催化性能的研究通过简单实用的超声法制备了磁性核壳型的C-dot@MFe2O4（M=Mn,Zn和Cu）杂化材料,并利用各种表征技术研究了杂化材料的形貌、结构、磁性以及光学性质。结果表明,MFe2O4纳米粒子均匀分散同时被一层较低对比度的碳膜所包覆形成了核壳型的结构。另外,催化还原对硝基苯酚（p-NP）的实验表明,催化剂的化学组成与形态会对其催化活性产生重要的影响。其中C-dot@CuFe2O4具有最高的催化活性,可以归因于它独特的纳米结构以及C-dots与CuFe2O4之间的协同作用。此外,C-dot@CuFe2O4可以通过磁铁很容易回收利用,并且表现出良好的稳定性。这种新型的催化剂对于其它有机染料如亚甲基蓝（MB）和罗丹明B（RhB）的降解也表现出优异的催化性能。这些结果表明,C-dot@CuFe2O4杂化材料可以作为有效的催化剂应用于环境废水的处理。4.Fe3O4@C-dot/Ag纳米立方体的制备及催化性能的研究通过简便的超声法制备了立方体结构的Fe3O4@C-dot/Ag,并对它的形貌、结构、荧光及磁学性质进行了研究。TEM结果表明Ag纳米粒子（NPs）均匀分散在Fe3O4@C-dot纳米立方体（NCs）表面,同时Fe3O4@C-dot NCs的形貌与尺寸保持不变。此外,Fe3O4@C-dot/Ag NCs对于对硝基苯胺（p-NA）和结晶紫染料（CV）的还原表现出优异的催化性能,要优于大多数报道过的催化剂。Fe3O4@C-dot/Ag NCs具有高的催化活性可以归因于其独特的纳米结构以及Ag NPs与Fe3O4@C-dot NCs之间电子传递的协同效应。此外,所制备的催化剂对于还原其它硝基苯及其同系物也表现出优良的催化性能。最重要的是,Fe3O4@C-dot/Ag催化剂具有良好的循环稳定性,这可以使其在催化和绿色化学领域有着潜在的应用。5.Fe3O4@C-dot/Pd纳米立方体的制备及催化产氢性能的研究通过超声辅助的化学还原法制备了Fe3O4@C-dot/Pd纳米立方体（NCs）,并在室温下将其用于催化水解NaBH4产氢。我们通过TEM、XRD和XPS等各种表征手段证实,Pd NPs被有效地固定在Fe3O4@C-dot NCs表面。受益于其独特的纳米结构、C-dots的超导电性以及Pd NPs与Fe3O4@C-dot NCs载体之间的协同效应,Fe3O4@C-dot/Pd NCs在所制备的样品中表现出最高的催化活性。另外,我们也研究了反应温度、NaBH4浓度和NaOH浓度对Fe3O4@C-dot/Pd NCs催化活性的影响。另一方面,Fe3O4@C-dot/Pd NCs的磁性能可以在外部磁场的作用下实现有效的动量传递,并且Fe3O4@C-dot/Pd NCs在自搅拌模式下催化效率要高于磁力搅拌模式。这种新型催化剂也表现出良好的稳定性,并且易于通过磁铁分离回收,在可再生能源领域显示出巨大的应用潜力。