随着世界上固有能源的大量消耗及对环境所造成的不可逆影响,人类对于新能源的需求迫在眉睫。而太阳能作为一种清洁、高效、安全的能源备受瞩目,且伴随光电转换技术的不断改进,以半导体光催化剂在太阳光下进行光电转换,实现对清洁新能源的合理利用引起研究者们广泛关注,并且由于半导体类光催化剂良好的催化效果,其在降解有机污染物与产氢两方面具有良好的应用前景。本文旨在研制出一种新型的N-取代羧酸聚苯胺接枝石墨烯硫化镉量子点复合材料,以用作催化效率高、循环稳定性好的光催化剂。在该复合材料中三组分材料间通过共价接枝作用连接,不仅体现了良好的协同效应和界面间作用力,还抑制了各单一组分所存在的缺陷,从而提高了可见光下光电转换的效率。具体的研究内容及相关结果如下:1.以苯胺功能化的还原氧化石墨烯为基体,在原位聚合体系中引入N-苯基甘氨酸与乙酸镉形成含镉前驱体,再利用镉与硫间成核机理制备出复合材料。同时,利用不同途径制备出各种CdS及CdS类复合材料作为对比。通过利用FT-IR、UV-vis、XPS、TEM、TG、Roman、PL等对不同材料的结构、稳定性、形貌等展开探究,结果证明了CdS量子点成功的以共价接枝的方式与石墨烯、聚苯胺相连接,且由于高速导电子性石墨烯的引入及N-取代羧酸聚苯胺对于硫化镉量子点的保护,良好的抑制了CdS的易团聚及光生电子空穴易复合的缺陷。2.采取滴涂法制备出各种CdS复合材料修饰电极,并通过利用CV和EIS对修饰电极的电化学性质展开探究。首先就光照与黑暗条件下,RGO/NPAN-CdS修饰用量、扫描速度、p H等对于该修饰电极活性的影响进行优化。然后经过对比各个修饰电极的CV图与EIS图,得出各电极电子传导能力的差异。最后通过对RGO/NPAN-CdS电极进行循环扫描以检测其稳定性。通过电化学检测证明了:CdS量子点在可见光下能够进行良好光电转换、增强光电流,且由于石墨烯与NPAN的引入,RGO/NPAN-CdS具有更短的界面距离和更快的电子传输速度,在不同CdS复合材料内其具有最高的电活性和最小的电阻,且其稳定性随循环使用依旧保持良好,因此具有应用于实际电化学传感器的潜力。3.在500 W氙灯光源照射下,以纯CdS及不同CdS复合材料为光活性材料进行光催化降解有机污染物Rh B和光催化水产H2反应。首先对于RGO/NPAN-CdS的使用p H与温度进行优化,得出最佳使用条件。然后对比不同CdS类光活性剂降解Rh B与催化产H2能力,得出最佳的催化效果。最后对CdS类材料光催剂的循环使用性展开探索,并通过利用TEM和XRD等对材料光催化前后结构的稳定性进行表征。通过研究能够发现:RGO/NPAN-CdS在光催化反应中皆表现出最高的催化效率与反应速率,其降解Rh B的效率和产H2量分别为单纯CdS的1.94倍于8.6倍,且相较于CdS在光照次数增多后结构被腐蚀、催化效率下降的情况,RGO/NPAN-CdS的结构及光催化的效率都保持良好,这证明了RGO/NPAN-CdS有实际应用于光催化剂的潜力。