作为一种新型荧光材料,碳量子点（CQDs）因为具备低生物毒性、低成本、高稳定性和较好的水溶性等特性而引起研究者的关注,被广泛应用于生物传感、药物载体、细胞成像、荧光探针、光电催化等领域。然而碳量子点（CQDs）的量子产率低及光致发光机理等问题仍制约其发展。本论文选用苯二胺为原料,利用不同方法通过掺杂改性得到较高量子产率、多色发光的碳量子点（CQDs）。利用紫外可见吸收光谱（UV-vis）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）、荧光光谱（FL）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电镜（TEM）、拉曼等方法对合成碳量子点（CQDs）的光学特性与形貌进行表征。进一步对其性能进行优选,找出性能稳定的碳量子点（CQDs）用于金属离子和有机小分子等物质的分析检测。主要研究工作如下:1.以邻苯二胺（oPD）为碳源,尿素为氮源,通过水热合成法制备出具有长发射波长的氮掺杂碳量子点（N-CQDs-1）。N-CQDs-1的平均尺寸为3.04 nm,化学性质稳定且可用于细胞成像。N-CQDs-1在荧光检测过程中对Fe³⁺有较高的选择性和超灵敏性,检出限为39nM。在对N-CQDs-1检测Fe³⁺的机理进行讨论时,发现加入Fe³⁺后其紫外吸收峰移动很大且加入Fe³⁺前后其荧光寿命变化不大,因此我们推测Fe³⁺使N-CQDs-1的荧光猝灭机制为静态猝灭机制,Fe³⁺与N-CQDs-1表面的酰胺键发生配位形成稳定络合物后导致N-CQDs-1大量聚集而使荧光猝灭。2.以邻苯二胺（oPD）为碳源,活性艳红X-3B为氮源和硫源,通过一步水热法制备出发草绿色荧光的氮硫共掺杂碳量子点（N,S-CQDs）。N,S-CQDs的平均粒径为1.36nm,且对咖啡因有着较高的选择性,检出限为65nM。N,S-CQDs被成功运用于水体中咖啡因的检测、细胞成像以及实际样品中咖啡因含量的检测和估算。得到的咖啡因含量与文献数据基本一致,有望将N,S-CQDs用于实际样品的测定。3.以间苯二胺（mPD）为原料,以乙醇为溶剂通过溶剂热法合成了发强烈亮蓝绿色荧光的氮掺杂碳量子点（N-CQDs-2）,在此过程中间苯二胺既作为碳源也作为氮源,合成过程和掺杂、钝化过程同步完成,避免了氮掺杂碳量子点（N-CQDs-2）的后续修饰过程。在众多的金属离子中,N-CQDs-2对Cr⁶⁺有较高的选择性和超灵敏性,检出限为13nM,N-CQDs-2-Cr⁶⁺对AA有着较好的选择性识别,我们将N-CQDs-2成功设计为“off-on”开关型荧光探针,用于水体中六价铬(Cr⁶⁺)离子、抗坏血酸（AA）的检测和药品中AA含量的测定。探讨其机理时发现Cr⁶⁺导致N-CQDs-2的荧光猝灭为动态猝灭,Cr⁶⁺和N-CQDs-2之间可能存在非辐射电子的转移。