碳量子点材料是当今科研界研究的热点,由于其独特的尺寸以及优异的光学特性,使其在许多交叉领域备受关注。作为表面含有丰富官能团的低毒纳米材料,碳量子点可以广泛应用于传感器、生物成像、催化以及光学器件领域,本文利用水热法合成了橙色以及蓝色荧光的碳量子点,并根据各自的发光和响应性质,设计了多套金属离子检测系统、催化体系以及潜指纹显现方案。首先,利用原材料罗丹明B以水热法合成了橙色荧光碳量子点（O-CDs）,在555 nm激发下发射出位于574 nm处的橙色荧光,荧光量子效率为46%。这个可以发出强荧光的材料,具备肉眼可观的对于汞离子的荧光检测能力,汞离子的存在会使O-CDs探针产生明显的荧光猝灭信号,因此该探针平台可以用于高选择性和高灵敏度检测汞离子,同时该应用也可拓展至试纸和薄膜传感器。并且根据材料的特殊发光性质,可以将材料应用于潜指纹的显现实验中,O-CDs对于陈旧指纹以及多基底表面指纹的显现均有很好的表现。另外,选取2-巯基噻唑啉和三乙烯四胺为原材料,采用简便的水热法制备了可以发出明亮蓝色荧光,且荧光量子产率为40%的氮硫共掺杂碳量子点（N&S CDs）,可作为镉离子的荧光检测探针,具有较高的灵敏度和良好的选择性。所得的检测平台在超纯水和真实水样中都表现出良好的信号响应,并在2分钟内对镉离子表现出快速响应的荧光猝灭信号。在0.02～1.00μM的范围内检测限为0.18μM,经过研究该猝灭荧光行为符合静态猝灭效应。用一锅水热法设计制备了具有磁性的荧光碳量子点（Fe₃O₄-CDs）,将柠檬酸铁铵和尿素分别作为铁源和氮源并同时作为碳源,加入到反应溶剂二乙烯三胺中,该溶剂可以在合成Fe₃O₄-CDs的过程中作为还原剂和供氮剂。基于Fe₃O₄-CDs的检测平台可用于快速灵敏检测Hg²⁺,同时可进行磁性去除操作,这样可以同时达到检测和去除的目的。检测时在2.0～200.0 nM范围内线性良好,检测限为12.6nM。经过系统研究和对比可知,荧光猝灭机理是由内滤效应和静态猝灭效应共同引起的,该平台可成功应用于实际样品中Hg²⁺的分析,且回收率良好。选取硫辛酸和三乙烯四胺为原材料,采取水热法一步制备了氮硫掺杂碳量子点（N/S CDs）,最适激发为340 nm,发射波长为456 nm,荧光量子效率为35%。这种材料可以在（过氧化氢）H₂O₂存在的条件下,催化四甲基联苯胺的氧化过程,因此可以达到H2O2比色检测的目的,在10-5～10-4 M的范围内检测限为1.75μM。并且可以通过进一步的氧化还原反应来对谷胱甘肽进行检测,在0.20～100μM的范围内检测限为0.26μM。除此之外,以N/S CDs为基础的检测平台可以应用于荧光检测铅离子,在0.002～100μM的范围内检测限为11.0μM,并且检测过程中伴随溶液颜色变化,在该比色信号条件下的检测限为3.9μM.