碳量子点（Carbon quantum dots,CQDs）作为目前研究较多的纳米材料之一,具有优异的物理化学性能,如可调的荧光发射波长、光学稳定性高且耐漂白及生物相容性好等,其合成原料易得及方法简单,使得近几年来受到越来越多的关注。有关CQDs在化学传感、生物传感、生物成像、药物输送、光动力疗法、光催化和电催化等领域的应用都得到了快速的发展。本论文采取一步水热法合成荧光CQDs并将其应用于金属离子的检测和比率温度传感,具体内容如下:（1）采用一步水热法由不同的前体合成两种荧光CQDs:CQDs-1和CQDs-2。通过探究合成过程中时间和温度的影响,找出最佳的制备条件,并采用各种表征手段对合成的这两种CQDs的光学性质、结构及其形貌进行了表征分析。结果表明,制备得到的CQDs分散性良好,尺寸均匀,荧光稳定性强。（2）利用CQDs-1和金核银壳复合纳米颗粒（Gold-silver core shell nanoparticles,Au@AgNPs）开发了一种双模式的荧光/比色传感系统来检测溶液中的Cu²⁺离子。通过测量CQDs-1荧光强度的变化和Au@AgNPs的表面等离子体共振（Surface plasmon resonance,SPR）吸收峰位置的变化,实现了对Cu²⁺的检测。两种检测模式的动态线性范围均为0.005-1μM,荧光测量的检测限（Limit-of-detection,LOD）为4.81 nM,比色测量的LOD为3.85 nM。在本章中,建立了一种无标记的、简单的双模式传感系统,用于高选择性地和灵敏地检测水样中的痕量Cu²⁺离子。（3）利用CQDs-2和2,3-二氨基吩嗪（2,3-diaminophenazine,DAP）,开发了一种比率型温度传感系统来检测体系的温度。邻苯二胺（O-phenylenediamine,OPD）在Cu²⁺的催化下,生成了在550 nm处有强荧光发射的物质DAP。该反应受温度的影响很大,即:温度越高,反应速率越快,生成的DAP就越多,其荧光强度就越强,而CQDs-2在455 nm处的荧光会被DAP所猝灭,随着温度的升高,在不同温度下DAP与CQDs-2作用后的荧光强度比(F₅₅₀/F₄₅₅)呈指数增长。因此,利用CQDs-2和DAP之间的荧光猝灭作用开发了对温度检测的比率型荧光传感器。