近几年来,氮化碳纳米材料引起了研究者们的广泛关注。由于它具有合成简单、成本低、抗光漂白性、生物兼容性、荧光量子产率高以及荧光可调控等优点,因此它广泛地应用于光催化、电催化、仿生催化、药物载体、光敏剂、化学与生物传感等领域。目前,大部分的氮化碳纳米片都是由块体纯氮化碳剥离得到的,而且大多数发射蓝色荧光。与发射近紫外至蓝色荧光的氮化碳纳米材料相比,发射绿色甚至更长波长荧光的氮化碳纳米材料在化学传感器以及生物成像上将有更广泛的应用。本论文合成两种新型绿色荧光的石墨相氮化碳纳米材料,分别应用于化学传感和大肠杆菌的荧光成像。本论文主要分为以下三部分:第一章,简单介绍了氮化碳的结构与性质,重点介绍了二维石墨相氮化碳纳米片的合成方法以及在化学传感器和生物成像上的应用。最后提出了本论文的研究目的和主要内容。第二章,通过高温共聚合双氰氨和巴比妥酸以及化学氧化、超声剥离法,合成了蓝绿色荧光的巴比妥酸掺杂的石墨相氮化碳(BCN)纳米片。利用三联吡啶钌以及BCN纳米片,构建了一种铜离子的比率型荧光传感器。当存在铜离子时,铜离子和BCN纳米片之间发生光诱导电子转移的作用(PET),导致BCN纳米片的荧光被猝灭,而三联吡啶钌的红色荧光不会发生变化。因此可以实现对铜离子的荧光可视化检测,荧光颜色逐渐从蓝绿色变成红色。该传感器检测铜离子的线性范围为0.1-1 μM,检出限为0.07μM,并成功地应用于自来水中铜离子的检测。第三章,通过高温聚合以及化学氧化、超声剥离法,合成了绿色荧光的苯基掺杂的石墨相氮化碳(OPDCN)纳米片。该纳米片带正电荷且具有良好的分散性,尺寸大小在100 nm左右,厚度在15 nm以下。OPDCN纳米片的荧光强度随着pH增大而发生下降。在弱酸性(pH 4)、中性(pH 7)以及弱碱性(pH 8)的磷酸盐缓冲液中,以OPDCN纳米片为荧光探针,利用激光共聚焦荧光显微镜可以实现对大肠杆菌E.coli BL21(DE3)的多通道荧光成像。