可持续发展是解决人类社会和经济发展的一种可行性方案。但是,环境污染、资源枯竭等因素严重制约着可持续发展进程。光催化技术的出现给改善目前局面带来了新希望。CuInSe₂（CISe）量子点有独特的光学性能且低毒,被广泛应用于生命科学、太阳能电池和环境治理等方面。通过外源元素Zn掺杂策略来控制其光学性质是重要研究领域之一。基于此,本课题制备了Zn掺杂CuInSe量子点（ZCISe）和ZCISe/ZnS核壳结构量子点,并进行一系列表征。然后,构建了Mn-CdS/ZCISe/ZnO纳米片和ZCISe/MoS₂/TiO₂纳米线高效光电极,用于光催化应用研究,具体研究内容如下:（1）通过热注射方法制备ZCISe和ZCISe/ZnS量子点。通过改变Zn含量来控制Cu/Zn比,实现了ZCISe量子点的光谱可调性。然后,ZCISe用作最外层ZnS壳生长的核心,通过调节In/Zn比和反应时间来控制ZnS壳含量。研究发现ZCISe量子点的光学性质取决于Zn含量,ZCISe/ZnS量子点的光学性质取决于ZnS壳含量及厚度。循环伏安法用于评估量子点的带隙和缺陷能级。（2）Mn-CdS和ZCISe量子点敏化ZnO纳米片光电极制备及偶氮染料降解应用研究。以谷胱甘肽（GSH）和巯基丙酸（MPA）修饰的内部缺陷丰富的近红外（NIR）Zn-CuInSe₂（ZCISe）量子点为敏化剂。首先,多孔ZnO纳米片（NS）表面负载ZCISe量子点以改善近红外（NIR）区域中的光电化学响应。然后将Mn掺杂的CdS薄膜包裹到ZCISe/ZnO NS上,进一步减少复合光电极不同组分之间的界面复合,而且还能够增强光吸收并抵抗光催化剂的光氧化分解。在ZnO NS上连续引入ZCISe和Mn-CdS可以使ZnO NS的光电流强度从1 mA/cm²增加,ZCISe/ZnO NS为2.2 mA/cm²,Mn-CdS/ZCISe/ZnO NS为9 mA/cm²。基于ZCISe敏化的ZnO NS光电极,其优异性能主要由于ZCISe量子点中固有缺陷态相关的供体-受体对（DAP）具有较长寿命的光生载流子。Mn-CdS/ZCISe/ZnO NS复合电极去除偶氮染料效率达到83%,与ZnO NS相比提高了97%。（3）由于Mn-CdS/ZCISe/ZnO NS复合电极中存在重金属元素Cd,具有一定的潜在毒性,易引发二次污染。而且ZnO纳米片在强酸和强碱介质中的稳定性有待提高。因此,本章利用MoS₂与TiO₂分别取代CdS与ZnO开展光催化应用研究。缺陷工程是用于结构设计的一种有用策略。通过缺陷诱导晶体裂解过程产生丰富的缺陷晶面（较高的催化活性）,成功促进MoS₂晶格的限定和破碎生长。在不锈钢高压聚四氟乙烯内衬中,MoS₂能够原位生长在预先放置的TiO₂NW/Ti电极上。通过极低的前驱物浓度控制其生长过程,可以容易地获得纳米结构MoS₂负载的TiO₂NW/Ti。实验证实,MoS₂/TiO₂ NW/Ti经过退火处理后,MoS₂晶面发生弯曲,能够同时影响电极的催化起始电位和催化电流。最后,基于MoS₂/TiO₂ NW/Ti电极,我们制备了修饰有ZCISe量子点的复合光电极ZCISe/MoS₂/TiO₂ NW。结合MoS₂纳米材料优异的催化性能和近红外Zn掺杂CuInSe量子点较好的光电转换性能,复合电极在去除Cr（VI）方面展现了良好的光催化能力。