污染物的检测和降解是研究和缓解水污染问题的两大重要步骤。铁在人类的社会生活中起着至关重要的作用,被广泛应用于工业制造等领域。铁离子(Fe3+)作为工业过程污染物的主要来源之一,对生态环境造成污染,Fe3+时常会混合在抗生素废水中,如不能提前检出,会影响对抗生素废水的处理效果。传统的检测技术虽然检测灵敏,但是存在操作复杂、需要专业人士以及设备仪器造价高等问题,常规的水处理工艺和技术也无法将抗生素废水降解。因此,开发方便、快速的污染物检测技术和高效、经济的降解技术是水处理领域研究人员的工作目标。近年来,光响应污染物检测与降解技术因其成本低、环境友好而备受关注。荧光检测技术和光催化技术是具有发展前景的技术手段。荧光检测具有灵敏度高、检测速度快、检出限低等优点,可用于金属离子检测领域;光催化技术具有高效、安全、环境友好等特点,被人们用于难降解废水处理领域。碳量子点（Carbon quantum dots,CQDs）属于零维纳米材料,是一种新兴的纳米材料,其尺寸通常小于10 nm,具有荧光特性,由于其具有稳定的光学性质,在离子检测、光催化等领域均已展现出广泛的应用前景。本论文计划设计基于碳量子点的复合纳米材料,用于水处理中金属离子检测和抗生素类药物的降解。具体的研究内容如下:（1）以柠檬酸为碳源,尿素为氮源,微波合成法成功合成了氮掺杂的碳量子点（N-CQDs）材料,其荧光特性可作为水体中金属离子的探针。通过实验发现铁离子可以淬灭碳量子点的绿色荧光,在铁离子浓度范围为0-10-5μM时,铁离子浓度与碳量子点的荧光强度呈线性关系,检测限为0.11μM,展现了碳量子点作为检测金属离子荧光探针的潜力,与传统荧光探针相比大大降低了其检测限。用PL光谱和紫外吸收对其进行光学表征,用SEM、TEM对其形貌、晶格间距进行表征;拉曼、XRD、XPS、红外测试结果证明了碳量子点的成功合成,并且表面具有羟基、氨基、羧基等官能团;最后通过荧光寿命和紫外表征说明了碳量子点检测铁离子的机理。（2）以第一部分的实验为基础,采用浸渍-煅烧法,将合成的碳量子点与商业用二氧化钛（P25）进行复合,制备出N-CQD/P25复合纳米材料,研究了该复合材料的光催化性能。通过SEM,TEM对其复合前后的形貌变化,晶格间距以及复合前后是否具有多晶结构进行了表征;用XRD,XPS对其晶体结构和复合方式进行了表征,紫外吸收光谱和光电流响应说明了复合后的光催化剂比纯P25具有更强的光吸收,更广阔的光响应范围以及产生更强的光电流。最后研究了其光催化降解性能,复合光催化剂展现了比纯P25更加高效的光催化降解污染物四环素的能力,并研究了该催化剂在模拟太阳光下降解四环素的机理。（3）采用浸渍-煅烧法,将荧光碳量子点与合成的层片状g-C3N4进行复合,制备出N-CQD/g-C3N4复合纳米材料,通过控制煅烧时间的不同,合成了三种不同煅烧温度下的碳量子点复合纳米材料,通过SEM、TEM对其复合前后的形貌变化、晶格间距以及复合前后是否具有多晶结构进行表征;用XRD、XPS、红外表征了其晶体结构和复合方式。紫外吸收光谱和光电流响应测试结果说明了复合后的光催化剂比纯g-C3N4具有更强的光吸收、更广阔的光响应范围以及产生更强的光电流。最后研究了其光催化降解性能,200℃煅烧温度下复合样品对光催化降解四环素效果最好,最后对其降解机理进行解释说明。