碳量子点是目前研究非常广泛的一种荧光碳纳米材料，其低毒性、良好的生物相容性、发光波长可调、光稳定性好、易于功能化、易于制备等优点，使得这种材料在发光材料、荧光传感、环境监测、生物医疗等领域备受关注。煤的碳含量高,来源广泛,价格低廉,是一种潜在的碳量子点前驱体。但是已有的煤基碳量子点的方法存在着能耗高、污染大、发光颜色单一等弊端，因此，本文通过高铁酸钾预氧化与双氧水氧化结合的“两步法”，实现对煤基碳量子点的便捷、快速、带隙可控制备，对碳量子点的荧光性能进行了研究，并将其应用于pH指示与金属离子检测，主要研究内容及结果如下：
　　（1）以太西无烟煤为碳源，制备出了荧光颜色可调的碳量子点。高铁酸钾预氧化可以选择性氧化脂肪侧链，并削弱煤分子间的非共价相互作用，在煤颗粒表面形成大量裂隙或孔洞，提高煤的润湿性与反应活性，可将双氧水氧化煤制备碳量子点的时间缩短至1h。通过控制双氧水浓度为10%、20%、30%，得到了荧光颜色分别为黄色、绿色、蓝色的煤基碳量子点。对碳量子点的形貌、组成、荧光性质表征分析，结果表明该方法制备得到的碳量子点尺寸都小于10nm，尺寸分布窄，氧含量高，具有很好的水溶性。碳量子点的蓝色荧光属于本征态发射，而黄色、绿色荧光则是由于碳量子点表面的含氧官能团在碳量子点的带隙内形成了新的能态，是缺陷态发射与本征态发射的共同结果。
　　（2）研究了浓度及pH值对碳量子点荧光性能的影响。结果表明碳量子点浓度的变化只会影响发黄色荧光、绿色荧光碳量子点的荧光强度，而不会使其发射波长发生改变，而pH值的变化不仅可以改变其荧光强度，还可以使其发射波长发生变化；对于发蓝色荧光的碳量子点，结果却刚好相反。将碳量子点应用于金属离子检测，结果表明，碳量子点可以与Cu2+发生特异性荧光猝灭，在Cu2+浓度处于0.244-60μmol/L范围内，碳量子点的猝灭程度与Cu2+浓度呈良好的线性关系，可将其作为纳米荧光探针用来检测Cu2+。
　　（3）以鹤壁烟煤为碳源，采用“两步法”制备出了荧光可控的碳量子点，控制反应温度为60℃、90℃时，得到荧光颜色分为橙色、黄色两种碳量子点，证明此方法的对于煤化程度较低的烟煤也是适用的。对碳量子点的组成、荧光性质表征分析，结果表明烟煤基碳量子点表面官能团丰富，水溶性好，荧光特征不具有波长依赖性。对烟煤基碳量子点进行表面掺氮，发现氮元素的引入可致使碳量子点荧光蓝移。