碳元素是地球上所有已知生命的基础。由于其具有多样的电子轨道特性(sp、sp2、sp3)，因此形成许多结构和性质奇特的物质。碳量子点是2004年发现的一种新型碳材料。相对于传统的半导体量子点和有机染料，这位碳家族中的新成员不仅保持了碳材料无毒、生物相容性好等优点，而且还拥有发光范围可调、双光子吸收截面大、光稳定性好、无光闪烁、易于功能化、价廉、易大规模合成等无可比拟的优势。虽然在某些性能方面，稀土纳米颗粒可以与之媲美，但是稀土元素昂贵的价格极大地限制了其在实际生产中的应用。因此，对碳量子点这一新兴领域的研究必将对材料科学的发展产生重大影响，它也会为碳家族赢得更多的荣耀。本文的主要工作是建立了一步合成高荧光量子效率碳量子点的合成方法；对碳量子点的表面进行功能化；并且进一步制备了碳量子点薄膜、块体和流体材料。主要研究内容和结果如下：　　 ⑴熔盐法合成白光碳量子点。有机物在不完全燃烧时会生成碳颗粒，但是尺寸都比较大，而且难于在水中分散。通常的处理方式是将产物在浓硝酸中回流。本文首次选用硝酸锂作为反应溶剂，在280℃氩气气氛下热分解柠檬酸，得到约为5nm的碳量子点，在水中有非常好的分散性。用PEG-1500包覆后量子效率可达10％，在407nm激光激发下，其溶液和薄膜可以发出明亮的白光。　　 ⑵高温溶剂体系合成高荧光效率碳量子点。表面包覆是提高碳量子点荧光效率非常有效的一种方式，但通常是在合成碳量子点之后再进行表面包覆反应。本文首次使用高温溶剂作为反应介质，通过选择合适的包覆剂，可以一步得到高荧光量子效率的亲水或亲油性碳量子点。此外，我们以纯化后的亲油性碳量子点作为发光层，制作了首个碳量子点电致发光器件，具有稳定的白光发射。　　 ⑶有机硅烷功能化的碳量子点。选择高沸点的长链氨基硅烷作为反应溶剂和表面包覆剂合成了硅烷功能化的碳量子点。得益于表面的硅烷氧基团，功能化的碳量子点可以与其他硅源形成碳量子点/二氧化硅复合颗粒，尺寸约为12nm，细胞毒性实验显示该颗粒的毒性非常小，是一种良好的荧光标记材料。功能化的碳量子点还可以自凝胶成发光薄膜和块体。　　 ⑷一步合成碳量子点类流体。体材料是一类介于溶液和固体之间的新型材料，在没有溶剂的情况下就可以流动。本论文通过一步热分解反应首次制备了碳量子点类流体，在85℃时粘度仅为3.8cP，表现出良好的流动性。分解温度在200℃，具有较高的热稳定性，而且在水中也有非常好的分散性。此外，流动性的碳量子点还具有明显的上转化荧光。