作为一种新型的纳米材料,碳量子点(简称碳点)具有优良的光学特性、良好的生物相容性及表面功能可调节性等优点,已经在光催化、生化分析、生物成像和药物传递等领域广泛研究,并展现出巨大的应用前景。目前,已投入大量的精力用于开发新的碳点制备方法,并取得了长足的进步。但是,这些方法或在制备过程中需要高温、高压和微波等相对较苛刻的条件,或制备得到的碳点性能不佳。因此,关于如何通过经济、便捷的方法用于合成性能优良的碳点,仍需要进一步研究。基于此,本文中建立了两种一步合成碳点的新方法,同时对其荧光性能和应用领域进行了探究。本论文的主要研究工作和结果如下:(1)以PEG-400为碳源和钝化剂,在强碱环境下下,室温反应10分钟即可得到具有强荧光的碳点。本文所建立的室温一步合成碳点的新方法制备过程非常便捷,无需苛刻的反应环境和实验仪器的辅助,同时,能够满足商业大批量制备的需求。通过改变反应体系中NaOH的浓度,可分别制得具有蓝色、黄色、橙色和红色荧光的碳点。随后,本文还系统的研究了NaOH在反应体系中的作用,发现在NaOH浓度高时,更多的PEG400碎片以C=C成键的方式聚合在一起,形成了更大的sp2团簇,从而降低了?与??之间的能隙,并最终导致了碳点的荧光红移。本文合成的碳点具有很好的稳定性,在pH 4.0-11.0,荧光强度基本保持不变。同时,对碳点的生物相容性进行了考察,结果表明,新合成的碳点对测试细胞没有毒性,且可作为荧光探针,对细胞进行成像。(2)以Na2S2O3为掺杂剂,一步快速制备了性质优良的硫掺杂碳点(S-CDs)。与未掺杂的碳点相比,其绝对荧光量子产率显著提高,且拥有更好的荧光抗光漂白性。此外,实验发现Fe3+能够与硫掺杂的碳点相互作用,通过能量转移猝灭碳点的荧光。基于此,本文构建了基于S-CDs的铁离子荧光传感器,该传感器对Fe3+具有高的选择性和灵敏度,并可对环境水样中铁离子的进行检测,回收率在97.0%~105.5%之间。