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光热转换材料是能够将光能转换为热能的材料,目前主要应用于太阳能光热转换及肿瘤光热治疗两个领域。由于可见光谱区和红外光谱区的能量分别占据了太阳光总辐射能量的约50%和43%,且可见光与近红外光对生物组织的穿透能力更强,更容易实现深层癌组织的高效杀伤,因此能够响应可见光-近红外光的光热转换材料是这两个领域的研究热点。基于过渡金属铜离子3d电子的d-d跃迁,本文设计并成功制备了一种新型的可见光-近红外光响应的磷酸铜（copper phosphates,Cu POs）光热转换材料,该材料能够强烈吸收400-1200 nm波段的可见光和近红外光能量,并将该波段的光能高效转换为热能。在此基础上,本文对所制备的磷酸铜光热转换材料进行了光热转换效率的测试及光热转换机理的研究,并探索了该材料在太阳能光热海水淡化和肿瘤光热治疗中的应用。具体研究内容主要包括以下几个方面:1、磷酸铜新型光热转换材料的制备、光热转换性能及机理研究。（1）通过水热法和溶剂热法合成了形貌分别为片状、花球状和球状的三种磷酸铜。其中片状磷酸铜为厚度约2 nm、长度和宽度几十到几百纳米不等的薄片;花球状磷酸铜为直径约3-5μm,具有多级结构的花球状微米颗粒;球状磷酸铜为粒径140-160 nm的球形纳米颗粒。（2）使用波长为808 nm的近红外光对上述三种不同形貌的磷酸铜材料进行了光热转换性能的测试,计算了其对808 nm近红外光的光热转换效率。研究了微观形貌对所制备材料光热转换性能的影响,结果表明,这三种不同形貌的磷酸铜材料对808 nm近红外光的光热转换效率?1分别为30.85%、41.8%和34.6%,其中花球状磷酸铜由于具有多级结构,光线入射后能够在纳米片“花瓣”之间多次反射、折射,从而表现出比片状和球状磷酸铜微纳米材料更加优异的光吸收能力和光热转换性能。（3）通过对磷酸铜微纳米材料固体漫反射光谱的研究,计算了磷酸铜的禁带宽度,提出了基于Cu2+中3d电子d-d跃迁的光热转换机理。2、磷酸铜光热转换材料在太阳能光热海水淡化中的应用研究。（1）选取对808 nm近红外光光热转换效率最高的花球状磷酸铜与低表面能材料聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane,PDMS）进行复合,制得具有自漂浮性能的Cu POs-PDMS光热膜片。借助砂纸的粗糙表面,进一步提高了光热膜片的憎水性,制得与水的表观接触角为124.0o的Cu POs-PDMS膜片,实现了该光热膜片在水面的自漂浮,成功地将光照下磷酸铜所产生的热量集中于空气-水界面处,进而加速了水分在空气-水界面处的蒸发。（2）以质量分数为3.5%的Na Cl水溶液为模拟海水,使用功率密度为1000W/m2的模拟太阳能光源,研究了Cu POs-PDMS光热膜片对水蒸发速率的影响。结果表明,在功率密度为1000 W/m2的模拟太阳能光源照射条件下,Cu POs质量分数为40%的有孔Cu POs-PDMS膜片能够将模拟海水的水蒸发速率提升至1.01 kg·m-2·h-1,光热转换效率?2达63.6%,是未使用光热材料条件下的1.71倍,充分表明Cu POs-PDMS光热膜片能够有效提高太阳能光热海水淡化的效率。3、磷酸铜光热转换材料在肿瘤光热治疗中的应用研究。以粒径较小、易于实现细胞吞噬的球状磷酸铜纳米颗粒为光热治疗剂,以人宫颈癌细胞（HeLa细胞）为细胞模型,研究了该材料在肿瘤光热治疗中的应用。结果表明,将HeLa细胞与浓度为125μg/m L的球状磷酸铜共培养2 h,并经功率密度为0.1 W/cm2和0.3 W/cm2的808 nm激光照射5 min后,细胞存活率可由光照前的86.9%分别下降至77%和40%左右,说明球状磷酸铜作为光热治疗剂能够将808 nm近红外光的能量有效转换为热量来杀死癌细胞。4、磷酸铜微纳米材料的过氧化物酶模拟活性研究。本文发现所制备的磷酸铜微纳米材料除了具有优异的光热转换性能以外,还具有过氧化物酶模拟活性。（1）以3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）-H2O2反应体系为模型,研究了磷酸铜微纳米材料的过氧化物酶模拟活性。结果发现,所制备的磷酸铜材料能够如天然过氧化物酶一样催化TMB与H2O2之间的氧化还原反应,加速反应体系的显色反应,证明该材料具有过氧化酶模拟活性。pH值对磷酸铜的模拟酶活性具有显著影响,当反应介质的pH约为3.2时,其模拟酶活性最强。（2）利用磷酸铜的过氧化物酶模拟活性,以磷酸铜微纳米材料代替天然过氧化物酶为催化剂,实现了水溶性导电聚噻吩（PEDOT）的仿酶绿色合成。（3）采用鲁米诺化学发光法,研究了磷酸铜微纳米材料具有过氧化物模拟酶的机理。结果表明,只有在H2O2存在的条件下,磷酸铜才能够使得鲁米诺产生化学发光,这说明磷酸铜是通过催化H2O2分解产生可氧化鲁米诺的氧自由基,进而表现出过氧化物酶模拟活性的。（4）利用磷酸铜的过氧化物酶模拟酶活性,研究了磷酸铜在氧化应激癌症治疗中的应用。HeLa细胞在与125μg/m L的磷酸铜纳米球共培养2 h后其细胞增殖率约为86.9%,而在继续与1.25 m M的H2O2共培养2 h后,其细胞增殖率下降为49.8%,说明HeLa细胞吞噬的磷酸铜纳米颗粒能够在细胞内通过分解H2O2产生氧自由基的方式来有效杀伤癌细胞。该方法与光热治疗联用,可进一步提高对癌细胞的杀伤效率。