光学式氧气传感器基于荧光猝灭,通常由对氧气浓度高度敏感的发光分子与能使氧气分子快速扩散的载体组成。近年来,各种各样的材料应用于氧气传感特别是发光金属配合物,但这些配合物如钌（Ⅱ）非常昂贵,合成的过程复杂,消耗大量的时间,限制了该类材料在氧气传感领域的进一步应用。与传统发光材料相比,发光碳点（CDs）由于其无毒性、成本低以及优异的光化学稳定性,很快在传感、LED等材料领域成为热点,引起了研究人员强烈的兴趣。高扩散系数是氧气传感材料对气体快速响应的必要条件,介孔二氧化硅材料由于孔壁厚、比表面积大及良好的化学稳定性作为光活性物质的基质材料具有很大的优势,这非常适用于传感器,因此该发光杂化材料在气体传感应用中有很大的潜力。本论文工作中,我们通过水热法成功地制备得到介孔二氧化硅材料。首先从载体材料方面选择,以三嵌段表面活性剂EO₂₀PO₇₀EO₂₀为模板剂通过水热法合成的SBA-15,以STAB、CTAB和TTAB为模板剂制备的介孔二氧化硅微球以及以PS微球为模板剂制备的中空二氧化硅微球为基质材料,将碳点掺杂进这些载体中,并对氧传感性能进行了研究。在此基础上,也探究了不同碳点量掺进基质孔道中对氧气传感性能影响,而氧气传感性能并不随着碳点掺杂量增多而提高,这主要是受到碳点荧光特性的限制,即碳点达到一定浓度后容易产生浓度猝灭。所有测试结果表明,该材料即使在氧浓度很低情况下也能准确地测试出结果,由于该杂化材料的光学性质对氧气有着特殊的选择性和快速猝灭使得这种材料更适合敏感和抗干扰的氧传感器。更重要的是,这里所描述的方法可以通过其他发光性能更好的物质组装到基质材料中获得更好的传感性能。希望我们的工作能激发出研究人员开发新类型的氧传感材料。其次通过不同发光分子的单掺以及多掺制备了氧气传感材料,本工作中用到的是发蓝光的碳点以及红光的Eu³⁺用比率荧光方法来检测氧气浓度,通过测量不同发光分子发光强度比率的变化,以此消除环境中影响传感的虚假信号,增加测试的准确性。此外,核壳型双发射碳点-二氧化硅-荧光粉复合材料利用CTAB和NaSal为结构导向剂,TEA为催化剂,BTEE和TEOS为硅源通过一步法合成。由于蓝光促进植物茎叶横向扩展,红光有利于径向生长,用双发射CDs/CaAlSiN₃:Eu²⁺-SiO₂粉末制备得到LED植物灯,通过调节红光CaAlSiN₃:Eu²⁺荧光粉和蓝光碳点掺杂浓度的比例,得到多种混合波长的LED灯,这为不同植物生长需要的照明源提供了多种选择。传统的植物灯需要将红光LED和蓝光LED机械组装在灯板上,而用CDs/CaAlSiN₃:Eu²⁺-SiO₂粉末复合材料制备得到的LED植物灯直接发红光和蓝光,其成本低,耗时短,而且方便,无毒。