碳量子点（CDs）作为一种新型荧光碳纳米材料,与传统纳米材料相比具有独特的光学性质,引起了人们的广泛关注。但其发光机理不明确、荧光强度低限制了其在更广阔领域的应用。本论文采用微波法一步高效合成碳量子点,并通过表面活性剂修饰和调控碳源两种方法来研究碳量子点的发光机理,通过负载金属银（Ag）纳米颗粒增强碳量子点的荧光强度,最后研究了碳量子点在金属离子传感、抗生素检测方面的应用。首先,本论文研究了表面态与碳核对碳量子点荧光性能的影响。通过不同电负性的表面活性剂修饰红光碳量子点（R-CDs）,发现吡咯氮、石墨氮、氧元素相关的价键分别与R-CDs中蓝光波段、绿光波段、红光波段的发射相关。利用不同氨基酸制备出碳、氮元素含量不同的蓝光发射碳量子点,结果表明本征碳与石墨氮分别与305 nm、355 nm处的蓝光碳量子点的碳核发射相关;吡啶氮、氨基氮和碳氧双键分别与410 nm、445 nm和500 nm处蓝光碳量子点的表面发射相关,并通过理论计算进一步得到了验证。其次,利用银（Ag）的局域表面等离子体共振特性对碳量子点进行荧光增强与拉曼增强的研究。在银纳米颗粒表面包覆一定厚度的二氧化硅层,并与不同发射波长的碳量子点耦合,成功增强了黄、绿光发射碳量子点的荧光强度。当二氧化硅包覆厚度为15 nm时,其荧光增强倍数达到5-6倍。此外,随着Ag纳米颗粒尺寸的增加,碳量子点的荧光强度逐渐降低,但未包覆的Ag纳米颗粒负载蓝光发射碳量子点时具有显著的拉曼增强作用。因此,推测Ag纳米颗粒与碳量子点之间存在电子传递过程,当电子从Ag纳米颗粒表面传递到碳量子点时,碳量子点实现荧光增强;当电子从碳量子点传递到Ag纳米颗粒时,能够实现对探针分子的拉曼增强,同时伴随荧光猝灭。最后,研究了碳量子点在荧光传感方面的应用。基于荧光内滤原理,开发了将碳量子点用于选择性检测Fe³⁺离子的荧光传感器,检测范围为12.5-500μmol/L,检测限为12.5μmol/L。此外,基于荧光内滤效应与静态猝灭的共同作用机理,以及金属Al³⁺离子与抗生素特有的络合作用,两步法实现了碳量子点对七种抗生素（四环素、土霉素、金霉素、强力霉素、甲硝唑、磺胺嘧啶、氯霉素）的特定检测,检测限为50 nmol/L,检测范围为0.05-250μmol/L。