碳点（CDs）作为新型的0维碳纳米结构,具有优良的荧光特性、良好的光热转化率、生物相容性和光稳定性。由于其原料来源广泛,制备简单,已成为一种不可代替的荧光纳米材料。由于广泛的前体分子以及反应过程的多样性,目前已经研究发现多种多样的CDs。而由于CDs产物的多分散性和难以确定的化学结构,严重阻碍了对其发光机理的理解,也阻碍了光学特性可调CDs的设计。因此,阐明特定体系的CDs的化学结构和发光机理具有重要意义。目前机理研究主要集中在全光谱发射,通过利用不同的光学现象和结构的对应关系揭示机理,但这只能说明同一体系下由于不同大小的共轭域、不同氧化程度以及不同种类/含量的杂原子掺杂所引起的光色变化,而对于内在的反应过程以及CDs结构的研究是模糊的。选取一类分子（具有相似的官能团以及反应位点）进行机理研究更为重要,由于柠檬酸具有丰富的官能团和反应位点而非常适合用于机理研究。基于此,开展了以下工作:（1）以柠檬酸（CA）为碳源,氨水（NH3·H2O）作为氮源制备了高量子产率的红色发射CDs（CA-RCDs）。通过一系列结构表征,发现氨水的引入会导致荧光性质大幅度红移。随后,对上述CDs荧光机理及形成过程进行探究。我们认为由于N的引入诱导芳构化,使柠檬酸与氨水形成较大的共轭域,使其带隙较小,实现发射波长的红移。这项工作确定了基于CA基CDs中红色发射的起源以及生长过程,为今后荧光机理的探究提供参考。（2）在第一章研究的基础上,我们选取了数十种结构类似的前体分子,探究上述工作中制备红光CDs方法是否具有普适性。在NH3·H2O引入前后,只有乌头酸、酒石酸、天冬氨酸、苹果酸、顺丁烯二酸这些前体分子所制备的CDs,光学性质发生了很大程度的红移。我们发现不同碳链长度下,发生的红移程度存在差异,这可能是由于碳核中的环化形式以及共轭环的屈曲程度不同导致的,其中6元杂环诱导最大红移,其次是5元环。该工作开发了一种促进非共轭分子大幅度红移的普适性策略。（3）最后,在前两章工作的基础上,同样采取CA为碳源,DMF为溶剂,通过S、F杂原子掺杂,制备了高量子产率（QY）近红外发射的红光CDs。通过光学和结构表征进一步分析了近红外发光的来源于F-的强吸电子性,降低带隙并且与碳点表面的官能团形成氢键增强刚性结构。由于该CDs优异的光学性质和独特的氧化变色特性,一步法制备高显色指数的红光和白光LEDs。