碳量子点(简称碳点),是一类粒径小于10 nm、单分散的近球形碳基纳米材料。由于其具有较低的毒性,良好的生物相容性,较强的化学稳定性和溶解性,宽的激发发射光谱等优异性能而在生物成像、传感器、催化及能量转移/储存等领域得到了广泛的应用。虽然有关碳点的研究始终吸引着科学家们的研究热情,且取得了长足的进展,但是目前仍然存在着量子产率较低、固态时易猝灭、形成机理研究不深入等问题。鉴于上述问题,本论文以多种离子液体为前驱体/钝化剂,设计并制备了一系列新型的氮掺杂荧光碳点(N-CDs),并围绕上述问题进行了初步的探究。本文得到了国家自然科学基金资助(Nos.21573058,21303044,21173070),主要工作和研究结果如下:1.以1-丁基-3-甲基咪唑氯([C4mim]Cl)和天冬酰胺为碳源和氮源,一步热解制备了量子产率为20.9%的氮掺杂荧光碳点。该碳点分散于水中,显示出蓝绿色荧光,而干燥后得到的氮掺杂碳点粉末在紫外灯照射下,显示出黄色荧光。将其作为荧光探针应用于Hg2+检测时,该碳点表现出了较好的选择性,且最低检测限为3.2 nM。2.利用水热法处理碳酸胍和柠檬酸,制备了量子产率高(52%)、水溶性好的氮掺杂荧光碳点。所制备的荧光碳点具有较高的抗光漂白性、较强的抗盐性以及pH响应的性质,同时还具有下转换荧光行为和上转换荧光行为。结果表明,随着反应时间的延长,碳点的量子产率逐渐增加。此外,该荧光碳点被成功地作为荧光探针应用于Hg2+的检测。3.以聚乙二醇(PEG2000N)为碳源,1-丁基-3-甲基咪唑溴([C4mim]Br)离子液体为钝化剂,无机酸为促进剂,水热法合成了量子产率高达43%的氮掺杂荧光碳点。结果表明,所制备的荧光碳点既能分散在水中显示出蓝色荧光,又能分散在多种有机溶剂中显示出绿色荧光,同时还具有下转换荧光性质和上转换荧光行为。特别是,该碳点在强酸条件下仍然能够保持较高的荧光强度。制备过程中,加入H+的浓度对所制备碳点的荧光强度和量子产率有较大的影响。通过对产物的表征与分析,推测H+能够促进碳点表面–COOH/–OH的生成,从而促进其与离子液体中咪唑环的结合,最终增强了碳点的荧光性能。本论文初步探究了基于离子液体的碳点的制备、应用及其形成机理,在一定程度上克服了量子产率较低以及固态碳点易猝灭的问题,为高性能碳点的制备提供了研究思路。