量子点是零维纳米材料的半导体晶体,其典型的小尺寸效应、表面效应、量子限域效应,使其具有新颖的荧光性能,并暴露更多的活性位点,所以其在荧光传感、催化等领域展现出独特的优越性。传统的重金属半导体量子点具有明显的高毒性,限制了其广泛应用。而非金属量子点容易制备、水溶性好、易于功能化,具有明显的低毒性和良好的生物相容性,极大拓展了量子点的应用范围。鉴于此,本文采用氮化硼和石墨烯非金属量子点在生物传感器和电催化固氮领域的应用进行了深入的研究。研究发现,Fe³⁺-BNQDs体系能够在焦磷酸盐（PPi）和碱性磷酸酶（ALP）的作用下,发生相应的荧光恢复和猝灭的现象。基于此,我们对BNQDs进行了荧光猝灭率和回收率的比较,合理地设计了300μM的Fe³⁺介导的BNQDs荧光发光体系用于ALP的活性检测。在2～200 U L^-1范围内,ALP的活性与浓度成良好的线性关系,最低检测限为0.8 U L^-1（S/N≥3）。此外,根据上述结果,我们构造一个新型的基于BNQDs的“INH”逻辑门。该研究为ALP活性的高灵敏度和高选择性将提供了有效的策略。目前对NRR电催化剂的研究主要集中于金属基催化剂上,而在非金属催化剂上实现N₂的有效活化仍然面临巨大挑战。我们采用了一步水热葡萄糖法成功合成了碳量子点（CQDs）,可作为一种高性能和良好选择性的新型非金属纳米催化剂用于电催化NRR。在0.1 M HCl电解液中,产氨速率在-0.45 V vs.可逆氢电极（RHE）时达到101.33μg h^-1 mg^-1_cat.。法拉第效率在-0.25 V vs.RHE时高达17.59%。密度泛函理论计算结果进一步表明,氮气吸附为氮还原反应的速率决定步骤,并且小尺寸的CQDs暴露出丰富碳位点成为有利于氮吸附和还原的催化位。这一结果证明了非金属的量子点可以为NRR电催化剂的合理设计提供更多的可能性。