本论文介绍了两种新型纳米材料金属纳米簇（nanoclusters,NCs）和碳点（carbon dots,CDs）的合成和应用,主要针对Cu NCs具有较差的稳定性和CDs具有低的量子产率的缺点进行研究。研究内容如下:（1）脯氨酸（Pro）为保护剂,盐酸羟胺（NH₂OH·HCl）为温和还原剂成功合成了超稳定的Cu NCs。TEM的表征表明所制备的Cu NCs分散性良好,没有大的聚集体或铜纳米粒子,平均尺寸1.88 nm左右。对Cu NCs进行XPS表征表明二价的铜被还原为零价铜,但不能排除少量一价铜的存在。合成的Cu NCs在生理相关pH范围,五个月的存储时间内,高离子强度溶液,高浓度H₂O₂和各种常见金属离子表现出良好的稳定性。合成的Cu NCs对pH敏感,可以用于pH传感器,首次研究了各种有机溶剂对Cu NCs荧光性质的影响。（2）首次在含有Pro作为碳源的水溶液中掺杂Fe²⁺经过80℃的水浴加热成功合成Fe²⁺掺杂的CDs。TEM显示CDs形貌呈球形且均匀分散,没有明显聚集,平均粒径在1.93 nm左右。此外,将半胱氨酸（cysteine,Cys）功能性Fe²⁺掺杂的CDs与Au NCs组合以形成纳米复合物。通过调节蓝色荧光CDs和红色荧光Au NCs的体积比可以获得颜色可调的纳米复化物。在Zn²⁺存在下,Au NCs的荧光强度增强,纳米混合物的荧光变为粉红色。在Ni²⁺存在下,纳米混合物变为蓝色荧光,因为Au NCs的红色荧光被淬灭。在加入组氨酸（histidine,His）后,基于His与Ni²⁺的高亲和力,粉红色荧光逐渐恢复。总之,成功开发了两种不同荧光颜色变化可视化传感器用来检测Zn²⁺和His。（3）利用微波法快速简便合成以色氨酸（Try）为保护剂的Fe³⁺掺杂的CDs。TEM表征表明所制备的Fe³⁺掺杂的CDs分散性良好,平均尺寸在6.3 nm左右。XPS说明Fe³⁺已成功掺入所制备的CDs中,并且Fe³⁺的价态没有发生任何变化,红外谱图进一步显示Fe³⁺有可能是以配位的形式存在于Fe³⁺掺杂的CDs。我们发现Fe³⁺掺杂的CDs的荧光强度在pH 3¹0之间具有优良的可回收性,有希望应用于pH开关,该CDs在乙二胺溶液中具有特殊的溶剂效应,荧光颜色表现出与水溶液的蓝色不同的黄绿色性质。