碳量子点（CDs）,由于其具有毒性低、胶体稳定性好、光学性质优异等优点,在生物医学、催化、环境修复、能源、光学元件等方面具有广泛的应用前景。本文合成了三种具有不同光学性质的CDs,并重点探究了所制备的CDs的多功能应用以及它们的物理光学性质。本论文的主要内容如下:（1）以对苯二酚、邻苯二胺和对苯二甲酸为反应前驱体,采用一步溶剂热法合成碳量子点（h-CDs）。所制备的h-CDs不仅具有良好的光学性质,而且具有有趣的化学和物理性能。实验结果表明,随着有机溶剂中水含量的增加,h-CDs的发射峰的位置发生红移,这在视觉上表现为颜色的变化。因此,h-CDs可以作为比色和比率荧光探针用于检测有机溶剂中的水含量。此外,h-CDs对Cu2+特别敏感,可以作为比率荧光探针检测水中的Cu2+含量,其检测限为1.8×10–4 mmol/L。（2）以间苯三酚为反应前驱体,通过一步溶剂热法制备了平均粒径大小为3.6 nm的荧光碳量子点（p-CDs）。在360-420 nm紫外光激发下,p-CDs发射峰位于465 nm。p-CDs在10-13的pH范围内表现出优异的荧光稳定性。然而,随着pH值从10减小到9,p-CDs的荧光强度几乎被完全猝灭。根据这种独特的pH响应行为,p-CDs可被用作水质鉴定的“开-关”型荧光探针。此外,p-CDs也可以作为荧光探针进行定性、定量检测水样中的Cu2+含量,检测限为2.72×10–3 mmol/L。（3）采用室温搅拌的方法合成荧光碳量子点（r-CDs）,产率高达76.5%。所合成的r-CDs在紫外光激发下表现出较强的绿光发射,绝对量子产率为12%。在3-12的pH范围内,r-CDs表现出优异的荧光稳定性。有趣的是,当pH值降至2时,r-CDs的荧光发生猝灭,而当pH值恢复到3时r-CDs荧光恢复。这意味着r-CDs可以作为“开-关-开”型荧光探针用于pH传感。并详细地讨论了这种敏感的pH响应行为机理。根据该机制,提出了环保型防伪滤纸的制备路线。此外,Fe2+的存在可以显著地猝灭r-CDs的荧光。进一步实验结果表明,r-CDs也可以用于水中Fe2+检测,检测限为1.068×10–2 mmol/L。