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量子点（QD）是一种新型的纳米材料,其三维尺寸都小于对应的激子波尔半径的两倍。QD独特的光学性质吸引了研究者们的持续关注。碳量子点（CQDs）相对于常见的硫化镉、硒化镉等量子点,具有低毒性、良好生物相容性、高化学惰性以及优异的荧光性质等优点,由此引发了国内外研究热潮。CQDs在化学传感、生物传感、药物输送、光催化和电催化等领域表现出巨大应用潜力。虽然人们以许多种含碳化合物作为碳源成功制备出CQDs,但其制备工艺复杂、成本昂贵、且成品荧光量子产率低,因此发展新颖且低成本的制备方法对于CQDs大规模应用至关重要。对于氮掺杂CQDs（NCQDs）的荧光性质变化和CQDs荧光曲线随激发波长改变而移动的性质,人们对其机理理解仍有所欠缺。所以,对CQDs的发光性质研究可以进一步促进人们深入了解CQDs。本文采用“自上而下”的制备方法,致力于实现CQDs的粒径可控制备。首先,本工作制备中间相沥青这种独特物质,利用中间相沥青致晶单元均一的大小和结构有序的优点,简易地进行一步法制备CQDs。该工艺与传统制备方法相比,没有后续的复杂纯化过程。1)中间相沥青制备CQDs及其应用。本工作以减三线石油产品为原料,将中间相沥青中碳质微晶分散后碳化,直接制备CQDs。研究发现,随着加热时间和温度的增长,中间相沥青不断生长并呈现出不同形态。此外,制备的中间相在二甲苯中溶解度最大。本实验根据中间相在不同生长阶段的分子大小不同的特点,对其进行碳化处理,制备出一系列粒径分布窄、尺寸不同的CQDs（2-4.5nm）。该CQDs具有很强的蓝色荧光性质,量子产率高达87%,其荧光峰位置不随激发波长变化而变化。在离子检测研究中,该CQDs对Fe3+具有很强的专一性和高的灵敏性。2)中间相沥青基NCQDs的制备及其荧光性能研究。为了研究氮掺杂对CQDs荧光性质的影响,本工作采用了两种方法对CQDs进行氮掺杂修饰,一种是用氮气等离子体轰击CQDs,另一种方法是在原料油中混入三聚氰胺,制备掺杂中间相,进而制备NCQDs。等离子体轰击制备的NCQDs（NCQDs-P）中氮元素掺杂形式为吡啶氮和石墨氮,而三聚氰胺法制备的NCQDs（NCQDs-C）中氮元素主要为吡咯氮和石墨氮。NCQDs-C与CQDs的荧光曲线特点相似,荧光峰位置不随激发波长变化而变化。相反,NCQDs-P荧光峰位置随激发波长位置移动而变化,且plasma轰击时间越长,NCQDs-P荧光峰位置移动越明显。在排除粒径分布变化的影响后,我们确定吡啶氮的引入导致了荧光峰波长随激发波长而移动。总之,本文以中间相沥青作为原料,将碳质微晶直接碳化制备出粒径不同的高量子产率的CQDs。该CQDs在紫外线照射下呈现蓝色光并且可用于金属离子检测。此外,本文通过不同掺氮方法制备出NCQDs,其中氮的结合方式会影响荧光峰的位置。