“绿色”是当今材料和科技发展的主题。生物基材料因其可再生、环保、成本低、原料丰富等优点倍受国内外研究者的关注,尤其农业废弃物的利用对环境治理和材料开发具有重要应用意义及价值。另外,雄安新区的建立,将白洋淀芦苇生态治理和综合利用都提上日程。芦苇主要成分为纤维素、半纤维素和木质素（碳源）,有高于其他植物的纳米级SiO₂含量（40 wt%）（硅源）,同时还含有较高的N、P、S等杂元素。目前,对于芦苇中硅的利用少见报道。因此,本文利用含有丰富碳源和高质量硅源的农业废弃物芦苇作为原材料,经简单的水热、超声或高温煅烧的方法制备得到芦苇基碳点（CDs）,芦苇基碳点复合材料（CDs-Cu₂O-CuO）以及芦苇基碳化硅/纳米洋葱碳（SiC/CNOs）复合材料,并将其分别应用到荧光分析检测Fe³⁺、电化学检测水合肼以及光催化水解析氢等领域,进一步为芦苇的综合利用提供了新的思路。整个研究工作以“绿色”为主线:绿色的原料—绿色方法—绿色的应用,实现“变废为宝”的目标。具体内容如下:第一部分:利用芦苇作为原材料,通过简单的水热法一步合成无需钝化和表面修饰的芦苇基CDs,并将芦苇基CDs用于荧光检测Fe³⁺。实验结果表明,CDs在Fe³⁺浓度为0至362 mmol·L^-1的范围内可以有效检测Fe³⁺,在Fe³⁺浓度在0-50 mmol·L^-1范围内检出限（LOD）为0.014 mmol·L^-1,因此芦苇基CDs可作为检测Fe³⁺的高选择性和高灵敏度的荧光探针。利用MTT细胞活力分析得出,CDs具有良好的生物相容性,并且CDs标记过的细胞在不同激发波长下可以发出蓝色、绿色和红色三种不同颜色的荧光。因此,这种一步法水热合成的芦苇基CDs可用于检测Fe³⁺及细胞成像。第二部分:利用芦苇基CDs作为有效还原剂,通过绿色经济的超声波方法一步合成高催化活性CDs-Cu₂O-CuO复合材料,并将其用于电化学检测水合肼。实验结果表明,CDs-Cu₂O-CuO复合材料对水合肼的电化学氧化具有良好的催化活性,且水合肼催化氧化为扩散控制过程。制备得到的电化学传感器的线性范围为0.99μM-5903μM,检出限为0.024μM,并具有高稳定性和可重复性。因此,通过简单超声方法得到的芦苇基CDs-Cu₂O-CuO复合材料可以代替贵金属作为廉价、高效的电化学传感器用于电化学检测水合肼。第三部分:充分利用芦苇中丰富的碳源和硅源,通过绿色、简单高温煅烧的方法合成了芦苇基SiC/CNOs复合材料,并将其用于可见光催化水解析氢。光催化结果表明:芦苇基SiC/CNOs复合材料具有良好的光催化活性,且随着煅烧温度不断升高,产氢速率先增加后减少,最佳的析氢材料为1400℃ SiC/CNOs,析氢速率为1137.87μmol·g^-1·h^-1。芦苇基SiC/CNOs催化剂具有优异的光稳定性及良好的重复性。因此,通过利用简单高温煅烧得到的芦苇基SiC/CNOs纳米复合材料可作为廉价的光催化材料应用于光催化产氢领域,为氢能源提供了廉价的生物基产品,同时为芦苇的开发和治理提供了新的思路,可谓“多赢”。