近年来,随着科学技术的快速发展,不同维度的碳纳米材料逐渐被人们发现。零维的碳点和二维的石墨烯作为典型的低维度碳纳米材料代表,其结构、形貌、性质、合成和应用领域等方面的研究已经获得很多的关注同时也取得了很大的进步,但是其常见的制备方法(氧化剂氧化石墨,石墨剥离)仍然存在着复杂的合成程序,艰难的操作条件,繁琐的分离过程等一系列问题,这严重的限制了两者的应用领域。同时对于像氮、硫、硼等不同元素掺杂的低维度碳纳米材料的研究也取得了很大的进步,并对其对应的性质、结构和应用等方面的有了很多的研究。在基于此研究背景的情况下,一种新颖的合成碳点和类石墨烯结构复合物的研究思路迫切需求,而且这种合成方法具有简易的合成过程和在光电应用方面易成膜等优点。同时本论文介绍了一种简单的制备p型、n型类石墨烯片以及p-n异质结类石墨烯片复合材料的新方法,并对比研究了这几类类石墨烯材料的光电转化性质。全文主要分为以下三个部分:(1)采用热分解聚合法,以离子液(1-丁基-3-甲基咪唑嗅盐)为溶剂,半胱氨酸为原料,制备出了低维度的碳材料,通过将产物分离纯化,并且通过透射电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射仪、紫外、荧光等表征手段对其结构、形貌和光学性质进行了鉴定,从而可以得出该方法能够制备出零维的碳点和二维的碳片。通过改变反应时间来探寻实验的反应机理和研究氮、硫掺杂的低维度复合薄膜的电化学性质。从实验中可以得出离子液在制备的低维度碳材料的方法中有至关重要的地位在合成路径中,同时能够提高样品在常见的溶剂中的分散性,简化了制作离子液掺杂的光电转化装置。同时,对碳点和类石墨烯片在光电流转换应用方面加强的光电流活性的光电化学传输效率的协同作用加以研究。因此,本研究为简单的制备新颖的碳纳米结构在应用范围上提供了一个新的视角。(2)以离子液为溶剂,柠檬酸,硼酸和乙二胺四乙酸为原料,通过热分解聚合法,制备和研究了三种类型(未掺杂,硼元素掺杂和氮元素掺杂)的低维度碳纳米材料。通过对硼元素掺杂和氮元素掺杂的低维度碳片进行了莫特肖特基和循环伏安法测试,结果表明硼元素掺杂的碳片是p型半导体,而氮掺杂的碳片是n型。在光电流活性方面,采用电沉积的方法制备的含有p-n异质结的复合型材料的光电流值明显的高于未掺杂的、掺杂了氮、掺杂硼元素三种类型的碳片。(3)以去离子水为溶剂,不同的有机小分子混合制备出荧光很强的软材料。以柠檬酸和半胱氨酸为原料,低于100℃条件下,通过加热的方式合成了高量子产率的蓝色荧光软材料,这种制备荧光材料的方法具有容易制备,低成本,可控的合成等特性,因而特别适合像荧光标记和荧光激发装置的应用。