碳量子点(CDs)由于其良好的水溶性、优越的荧光性能、很好的耐光性、可调控的发射波长、较低的毒性、卓越的生物相容性等优点,成为当前纳米材料领域研究的焦点和热点。但目前CDs的很多制备方法存在原料昂贵、反应条件要求高、程序繁琐、尺寸调控困难等问题,这限制了CDs的发展与实际应用。本论文针对这一问题,通过选择合适的原料,采用简单的方法尺寸可控合成氮掺杂碳量子点(N-CDs),借助各种表征手段研究其组成、结构及荧光性能。此外,还将其应用于细胞成像及光催化领域。本文主要研究内容如下:1、N-CDs的尺寸可控合成及其荧光性能:以三异丙醇胺(TIPA)为碳源和氮源,乙醇为溶剂,通过一步溶剂热法尺寸可控合成N-CDs。所制备的N-CDs具有明显的晶格条纹,表现出良好的下转换和上转换荧光性能,甚至可将近红外光(650~1000 nm)转换为可见光。通过改变硝酸的加入量很好地控制了N-CDs的粒径大小,较多的硝酸量导致N-CDs较大的粒径和较宽的粒径分布。2、N-CDs在细胞成像中的应用:通过MTT法测定所制备N-CDs的细胞毒性,并将其标记于HeLa细胞中,研究其细胞成像效果。结果显示该NCDs具有较低的细胞毒性,在N-CDs的浓度高达400μg/mL时,细胞存活率仍在80%以上。细胞成像实验发现N-CDs成功标记了整个细胞,并在488nm波长光激发下发出绿色荧光,在543 nm波长光激发下发出红色荧光。3、N-CDs/Bi OBr复合光催化剂的制备及性能研究:以乙醇为溶剂,TIPA为碳源和表面活性剂,一步溶剂热法合成了N-CDs/BiOBr复合光催化剂。N-CDs的修饰增加了N-CDs/BiOBr的光吸收范围,大大提升了光催化剂对MO的降解效率。加入TIPA与BiOBr的摩尔比为2:1时制备的复合光催化剂光催化降解MO的活性最高,是纯BiOBr的1.75倍。其卓越的光催化效果归功于较强的光吸收能力及较大的比表面积。