迄今为止应用最广的是金属半导体量子点,且广泛应用于电子器件和量子计算等领域,而该量子点存在的最大弊端是有较大的毒性,制备成本较高,因此科学家们尝试寻找一种可以取代的新型量子点即碳量子点。碳量子点的直径在20nm左右。而碳量子点最大的优点在于低毒性、良好的生物相容性,较强的发光性、以及光稳定性,可广泛应用于生物传感器及生物分子的检测、细胞成像等。在此基础上,为了制备碳量子点开始寻找丰富的原料,煤炭是我国的主要能源,依据结构和组成不同,煤炭分为无烟煤、烟煤、褐煤三大类,其中烟煤分为低变质烟煤、中变质烟煤,其中低变质烟煤和褐煤一起统称为低阶煤。因为目前为止对于低阶煤结构的认知还没有准确的结论,而且其种类繁多导致结构也会相应不同,因此低阶煤的研究以及应用是目前一个很重要的课题。论文通过硝酸氧化法和微波消解法制备碳量子点,研究了不同产地的低阶煤制备碳量子点的工艺,优化温度、时间、酸浓度、提纯等实验条件,发现龙口脱灰煤效果较好,反应温度为130℃,反应时间为12h。通过红外(FTIR)、碳核磁共振(13CNMR)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)、荧光光谱(PL)等,表征了碳量子点的结构(粒径、官能团等)和性质。并表征了碳量子点在激光下激发下的荧光。提出煤与硝酸反应生成CQDs的机理:除了煤大分子的硝化的过程,同时还伴随Scholl反应导致的芳香簇稠并过程。分别用聚乙二醇(PEG)、超酸(双(三氟甲烷)磺酰亚胺TFSI)改性碳量子点,发现改性后荧光量子产率提高。利用碳量子点制备出有荧光性质的静电纺丝PVA膜和荧光墨水,得到了较好的效果。