石墨烯量子点（Graphene quantum dots,GQDs）作为一种横向尺寸在100 nm以下的准零维碳纳米材料,已经成为碳材料大家族中瞩目的焦点。由于它具有独特的光电性质、生物低毒性、良好的水溶性,高的光稳定性以及绿色环保等杰出的优势,它能够在构建化学传感器、生物成像、光电器件等领域有着巨大的应用前景。我们知道原始的GQDs的结构表面存在着大量的缺陷,荧光量子产率（QY）也很低。为了改变这种现状并拓展GQDs在传感器领域的应用,我们通过引入杂原子硼和氮将它们成功地掺杂到GQDs的框架中,彻底地改变了原始GQDs的电子特性、显著地改善了GQDs表面缺陷多、荧光QY低,活性位点少等一系列问题。本论文主要围绕通过采用“自下而上”法和“自上而下”法来合成硼氮共掺杂石墨烯量子点（B,N-GQDs）,以及B,N-GQDs和天然多糖壳聚糖（CS）复合材料的合成,并对它们的结构特征,光学性质,电化学性能及其在重金属离子检测等方面开展了详尽地研究。此外,本论文的研究内容都具有较强的新颖性,为其他研究者在基于B,N-GQDs及其复合材料构建传感器应用于重金属离子的检测起到了抛砖引玉的作用。（1）采用“自下而上”法合成B,N-GQDs并将其设计成能够成功地检测水介质中重金属Hg²⁺的荧光传感器。通过一锅法以柠檬酸（CA）、硼酸和尿素分别作为碳源、硼源和氮源一步合成B,N-GQDs。通过对B,N-GQDs的结构表征和光学性能的测试,得知它具有较高的光致发光量子产率（PLQY）其值为17.16%,显示出明亮的蓝色荧光;具有窄尺寸分布,平均直径为2.0 nm,属于高度结晶的结构。基于B,N-GQDs构建荧光传感器可通过对其荧光强度的监测来实现对金属离子的检测。实验结果表明只有重金属Hg²⁺可以使B,N-GQDs的荧光猝灭,而其他金属离子无明显此现象,因此B,N-GQDs荧光传感器可实现对重金属Hg²⁺的特异性检测。B,N-GQDs荧光传感器能够在1-300μM较宽的Hg²⁺浓度范围内快速响应,在0-4μM时线性关系最佳,最低检测限低至4.3nM。此外,B,N-GQDs还能成功地应用于真实水样中重金属Hg²⁺的检测。（2）采用“自上而下”法将氧化石墨烯（GO）作为碳前驱体、硼酸和氨水作为硼源和氮源通过一锅水热法成功合成了B,N-GQDs。它显示出蓝色荧光,PLQY为5.13%,具有良好的分散性和均匀的粒径,平均直径约为3.8 nm。基于B,N-GQDs构建荧光传感器可实现对重金属Hg²⁺的检测,同时还能检测金属离子Fe³⁺和Cu²⁺,在加入螯合剂后可消除二者的干扰。重金属Hg²⁺的检测过程中发现随着Hg²⁺浓度的增大,B,N-GQDs的荧光猝灭效率越高。在0.2-1μM的浓度范围内具有良好的线性关系,最低检测限可低至6.4 nM。最后,我们还将它成功地应用于真实水样中重金属Hg²⁺的检测。（3）基于B,N-GQDs和壳聚糖（CS）合成的B,N-GQDs/CS复合材料来构建电化学传感器用于检测重金属Cu²⁺。通过X射线光电子能谱（XPS）和傅立叶变换红外光谱（FT-IR）可以清楚地看到它们的成键情况,而且透射电子显微镜（TEM）的表征可以更加明确地显示出B,N-GQDs的晶格条纹和CS的形貌,能够进一步证实B,N-GQDs/CS复合材料是合成成功的。基于B,N-GQDs/CS复合材料构建电化学传感器可以用来对重金属Cu²⁺进行专一性地,快速灵敏地检测。当Cu²⁺的浓度范围在0.5-30μM之间时,峰电流值随着Cu²⁺浓度的增加而增加,且呈良好的线性关系,计算得到的最低检测限为52 nM。该复合材料作为构建电化学传感器的电极材料其性能要优于B,N-GQDs或CS的单一电极材料。