近年来,随着科技的发展,碳纳米材料在能源、生物应用、检测、环保等领域得到了广泛的应用。与碳纳米管,石墨烯,纳米金刚石相比,碳点作为一种新型的荧光碳材料,因其制备简单、成本低廉、表面易修饰、生物毒性低、抗光漂白性等特点而受到广泛关注。碳点在形态上又可以分为结晶碳点和非结晶碳点,两者因其结构不同,其荧光机理不同。因此,碳点形态的可控合成对于理解其荧光机理,并针对其性质拓展应用就显得极为重要。本论文利用反应速率快、反应热效率高、反应可控的微波法,以氨基酸为原料,控制合成具有晶态结构的碳点,并研究其合成和发光机理,利用其荧光及结构性质,将所合成碳点拓展至生物、检测及电化学催化方面的应用。第一章是绪论部分,介绍了碳点材料的合成方法、结构与性质、发展现状及选题目的和意义。第二章,以组氨酸为碳源,不添加任何氧化剂或钝化剂,通过简单微波辅助水热法制备出具有蓝色荧光的氮掺杂碳点,其荧光量子效率为8.9%。通过改变反应时间,我们对碳纳米点生长机理进行研究,发现碳点的合成经过了脱水、缩合、聚合、碳化四步。所制备碳点富含酚羟基,我们将其应用于选择性检测溶液中的Fe³⁺离子,发现该碳纳米点对Fe³⁺离子检测具有很好的选择性。此外,基于该碳纳米点的荧光特性,我们还将所得碳点用于标记AD293细胞,发现碳点可以标记AD293细胞的细胞质和细胞核。第三章,选取酪氨酸为碳源,乙二胺为钝化剂,利用多级胺的剪切作用,改变钝化剂加入量、反应温度和升温速率,得到了荧光可调（由蓝光到黄光）的碳点。选取具有酚羟基的酪氨酸为碳源,合成的碳点表面具有丰富的酚羟基官能团,将其用于检测Fe³⁺离子,其检测限为0.82nmol×L^-1。同时,所合成的碳点在415nm激光照射下发射绿色荧光,将其作为荧光探针对Hela细胞进行标记,实验发现碳点对Hela细胞细胞质可进行荧光标记。第四章中,选取碱性氨基酸精氨酸为碳源,以丙三醇为钝化剂,通过微波辅助水热合成法,制备出具有高结晶度的氮掺杂碳点（I_D/I_G=0.6）。通过改变钝化剂的加入量及反应温度,我们得到了制备高结晶度氮掺杂碳点的最佳反应条件。所得氮掺杂碳点具有高结晶度,单个粒子可以进行电荷传导,而为了解决碳点粒子之间的局域电荷传递不畅,我们制备了碳点/石墨烯复合片层,将这一复合片层结构用于催化氧还原反应。该复合材料在氧还原反应中电子转移数由未复合之前的2电子转移变为4电子转移,证明所得复合材料可作为一种非金属催化剂催化氧还原反应。所得碳点/石墨烯复合材料具有4电子转移催化性质,较好的稳定性和抗甲醇性质。最后一章是总结,本文对以各种类型氨基酸为碳源可控合成碳点,对其在生物标记、离子检测及电催化方面的应用研究进行了总结。