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本论文首先以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)为起始原料，采用原位法分别制备了CdS/还原氧化石墨烯(CdS/rGO)和CdxZn1-xS/rGO两种石墨烯基金属硫化物纳米复合物，然后分别评价了它们的光电化学性能，最后分别探索了所制备的两种复合物的应用，包括:在可见光照条件下，以CdS/rGO为催化剂，光催化降解模型有机污染物亚甲基蓝(MB);以CdxZn1-xS/rGO纳米复合物为敏感材料，成功构建了基于CdxZn1-xS/rGO纳米复合物的光电化学传感器，实现了对Cu2+的选择性测定。具体工作如下:
1.以制备的一系列不同rGO含量的CdS/rGO纳米复合物为光催化剂，MB为模型有机污染物，在可见光条件下，考察了所制备的CdS/rGO纳米复合物的光催化性能。研究表明，CdS/rGO复合物的光催化效率受复合物中rGO含量影响，其中rGO含量为4.6 wt％的CdS/rGO复合物的光催化效率最高，其光电流响应强度是CdS纳米晶(NCs)的2.3倍。进一步以rGO含量为4.6 wt％的CdS/rGO纳米复合物为光催化剂，利用固体紫外漫反射、电化学阻抗、光电化学和X射线衍射(XRD)等表征手段，考察了其光电化学性能、光催化性能和抗光腐蚀行为。研究结果表明，rGO的引入可以有效抑制CdSNCs的光腐蚀、提高光催化稳定性;机理研究揭示，rGO的引入，能够加速CdS NCs光生电子的迁移速率，抑制CdS NCs光生电子-空穴的复合，从而有效地增强了其光电化学性能，改善了其光催化降解有机污染物的性能。
2.以GO和Cd(NO3)2、Zn(NO3)2为起始原料，H2S气体为硫源和还原剂，原位制备了一系列不同Cd/Zn比组成的CdxZn1-xS/rGO纳米复合物。再利用原子吸收实验确定了该复合物中的x值;红外和拉曼光谱实验证实，制备过程中GO已被还原成rGO;透射和扫描电镜显示了该复合物中CdxZn1-xS纳米颗粒(NPs)呈簇状分布在rGO片表面和边缘;XRD实验揭示，该复合物中没有ZnS NPs或者CdS NPs晶相的分离或单独成核现象，晶相是从Cd2+进入ZnS晶格替代Zn2+形成了CdxZn1-xS合金相。
3.将制备的一系列不同Cd/Zn比的CdxZn1-xS/rGO纳米复合物分别修饰在玻碳电极表面，在可见光照射下，考察了不同Cd/Zn比的纳米复合物在修饰电极上的光电流响应的变化，结果表明，Cd0.5Zn0.5S/rGO纳米复合物具有最强的光电流响应信号。基于不同金属离子对CdxZn1-xS/rGO纳米复合物的光电流响应抑制的差异现象，以Cd0.5Zn0.5S/rGO纳米复合物为修饰材料，成功构建了选择性测定Cu2+的光电化学传感器，且Cu2+浓度的对数值与光电流响应的减少值成良好的线性关系，线性范围为0.02～20μM，检测限为6.7×10-9 M(S/N=3)。