作为一类准零维碳纳米材料,碳量子点以优异的光电、低毒等性能被广泛应用在探针、生物成像、光电材料等领域。因此提高发光效率、探索规模化制备方法对碳量子点类材料的应用具有重要的理论和实践意义。本论文主要工作是基于传统碳量子点发光性能的提升及新的制备方法,在此基础上研究了所制备碳量子点的性能及应用,其主要工作如下：(1)以丙三醇为碳源,乙二胺为氮掺杂分子,通过一步微波法制备得氮掺杂碳点。所制备的碳量子点可用于痕量Pb2+检测,且在0-6.0μM浓度范围内具有良好的线性关系,其检测限低至0.015μM。在真实水样中的进一步应用说明了该碳点具有良好实际应用价值。(2)以乙二醇胺同时作为碳源及氮源,无需其他溶剂或催化剂,经微波法在10分钟内制备得氮掺杂碳量子点。将此碳量子点修饰到电极表面,在缓冲溶液中可高选择性检测多巴胺,多巴胺浓度在0.05-8.0μM之间与电信号有良好的线性关系,检测限为1.2 nM,在实际样品(血样、尿样)的检测中其优异性能得到了进一步的印证。(3)以3-氨基丙基三乙氧基硅烷和丙三醇为前体,通过微波法制备得复合硅碳量子点。该复合碳量子点的荧光量子效率为12.4%,且对Ag+具有高灵敏和高选择性。此外,由于该碳量子点具有光稳定性,抗离子强度及低毒性能很好的应用于细胞内Ag+传感与成像。这项研究提供了一种简单而有效的方法,制备新型的Ag+荧光探针,这类研究将扩大碳纳米材料在生物传感器方面的应用。(4)以酰氯化柠檬酸为碳源,聚乙烯亚胺为氮掺杂分子,采用固相反应法制备碳量子点。所得碳量子点在Fe3+传感、荧光油墨、细胞成像方面均有较好应用。该制备方法经不同的碳源验证了可靠性。相比之前的碳量子点制备法,该方法无需任何溶剂,复杂的后处理,因而更适合大规模制备碳量子点,具备实际应用价值。