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碳材料在多年的研究中主要是作为催化剂载体,其新的研究进展是直接作为催化剂广泛应用于包括现代工业、农业、医药等主要领域。寻找和设计一种能够直接作为高效催化剂的纳米碳材料是至关重要的。碳量子点(CQDs)以及修饰的CQDs,引领着零维纳米结构这一新的领域,具有较强的稳定性和生物适应性,同时具有很强且可调的荧光性由于其特殊的物理化学特性,得以在催化剂研究方面广泛的应用。本论文中,从研究CQDs出发,设计合成了系列掺杂CQDs以及在半碳化材料中原位生成CQDs,并探究了它们在氢键催化、氧还原反应以及碳氢化合