碳点因其优异且可调的发光特性、出色的生物相容性和低细胞毒性,表面易于功能化等特性,在细胞和生物体组织成像、发光二极管和传感等许多领域具有潜在用途。从小分子原料出发通过缩合反应合成碳点的方法被称为自下而上法,是目前合成碳点的主要策略。但自下而上法通常采用微波反应或者溶剂热/水热反应,需要微波装置或耐热耐压的反应釜,限制了碳点规模化的制备。此外,获得高量子产率的碳点也是其大规模合成的一种挑战。目前,碳点的荧光机制主要有表面态、碳核态、分子态及其协同效应。但由于碳点确切结构尚未弄清楚,这些荧光机制仍存在争议。因此,寻找一种可以在简便装置下常压合成高荧光量子产率的碳点的方法并阐明其光致发光机制有重要意义。基于此,本文的主要研究内容如下:（1）选取苯酚类小分子前驱体（如间苯二酚和1,3-萘二酚）,以乙二醇为反应溶剂,甲苯-4-磺酸一水合物为酸催化剂和反应物,采用敞口玻璃瓶装置,在常压和较低温度（110℃）下5小时即可获得高量子产率的绿色荧光碳点（Green-CDs）和黄色荧光碳点（Yellow-CDs）。将Green-CDs和Yellow-CDs分散在多种溶剂中,发现其独特的溶致变色现象。利用荧光光谱和荧光寿命衰减光谱研究荧光机理。数据表明其发光特性源于碳点荧光聚集体间的超分子相互作用,即分子间氢键相互作用和π-π相互作用共同控制Yellow-CDs的吸收和荧光特性。（2）将具有独特溶致变色特性的Yellow-CDs应用到不同领域:a.由于Yellow-CDs的酸致变色特性,其可以负载在不同的硅胶基固体酸上从而实现固体酸酸度定性/定量检测以及固态多色发光;b.由于Yellow-CDs优异的荧光量子产率,良好的水溶性和低毒性,可以实现在活细胞中细胞核靶向快速成像。c.由于Yellow-CDs在质子型溶剂中荧光增强并发射蓝移,可以应用在低极性非质子溶剂（如THF）中检测微量水。d.由于Yellow-CDs表面大量的羟基,其可以与Fe3+离子发生络合作用而荧光强度降低,因而可以用作检测Fe3+离子的荧光探针,并体现出良好的线性相关性和选择性。e.由于Yellow-CDs表面的羟基可以使其很好地附着在滤纸上而不造成聚集性荧光猝灭,同时Yellow-CDs对酸性环境的响应能力可以使滤纸上加密信息的荧光颜色在黄色和绿色之间可逆地切换。因此其可以被应用为二重信息加密的隐形防伪墨水。