近几十年来,环境污染问题越来越突出,特别是工厂染料废水的排放越来越受到人们的关注。因此,为传统的能源寻找一种有效、低成本和无污染的替代品是迫切的。光电催化是解决能源短缺和环境污染问题的最有效的措施之一。而目前常用的光催化剂,例如二氧化钛（TiO₂）、氧化锌（ZnO）等,都存在带隙较宽,光生电子空穴对结合过快等缺点,导致其光催化效率过低。所以寻找高效、简单、环保的辅助催化剂,对于提高催化剂的光催化性能具有重要意义。电池中常用的催化剂是金属铂（Pt）,受反应过程中的某些影响,其催化效率低。Pt属于贵金属,其使用成本很高,所以寻找一种高效、低成本的催化剂是大势所趋。石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）是一种尺寸小于100nm的新型零维碳纳米材料。GQDs是一种环保材料,具有较强的抗化学腐蚀和抗紫外线照射能力。基于GQDs的优异性能,本文采用简单的水热法对GQDs进行氮、硫掺杂改性,研究其在光、电催化性能中的作用,并且研究不同尺寸GQDs的光学性能差异。具体内容如下:（1）采用简单的水热法制备GQDs,制备过程中将GQ D s经过不同规格的透析袋（14000Da,7000Da,3500Da,1000Da）进行透析,得到尺寸大小不同的GQDs,研究其PL性能。结果表明,不同尺寸大小的GQDs的发光峰强度不同,随着尺寸的减少,发光峰强度增强。在我们的实验中,1000Da透析袋中的GQDs表现出最强的PL强度。（2）将制备得到的GQDs和氨水通过水热法合成氮掺杂石墨烯量子点（N-GQDs）。量取不同体积的氨水（50ml,100ml）与GQDs复合后,通过X射线光电子能谱（XPS）表征,计算得出添加氨水50ml时,掺氮率达到10.64%,其中吡啶氮和石墨氮的掺杂率高达22.47%和31.44%。通过利用降解甲基橙（MO）进行光催化实验,N-GQDs-50的光催化效果最好,12分钟内降解率达到95%,经过循环实验后,N-GQDs-50的催化效果仍高达90%。随着吡啶氮和石墨氮含量的增加,催化效果越好,这些结果说明吡啶氮和石墨氮在光催化性能中起到非常重要的作用。（3）利用水热法合成直径为1-6nm硫掺杂石墨烯量子点（S-GQDs）和硫掺杂石墨烯量子点/还原氧化石墨烯（S-GQDs/rGO）复合物。实验结果表明,硫含量增加会提高ORR电催化活性。此外,发现噻吩硫在电催化活性中起重要作用。而且,平均电子转移数也取决于噻吩硫的含量。我们认为该合成方法是研究高性能无金属电催化材料的一种有效的方法。