光致发光碳纳米点（简称碳点）材料是近几年来出现的一种新型荧光纳米材料。这种纳米材料通常是几纳米或者几十纳米不等的球状粒子,在紫外光的激发下能发出荧光。和传统半导体量子点材料相比,碳点具备更加优良的光致发光性能和纳米小尺寸特性,同时具有良好的生物相容性、低毒性以及绿色环保性等。因此,这种碳点材料被广泛应用于生物成像、荧光墨水、传感器、离子检测、以及复合荧光材料等领域。本文采用一锅法合成了一系列的新型光致发光碳纳米点材料。对合成的碳点进行多种表征,并且将这些碳点应用于荧光墨水、离子检测以及荧光复合材料等领域。具体内容如下:1.高效水溶性荧光碳纳米点用于Fe（Ⅲ）离子可视化检测和荧光墨水本研究中,使用间苯二胺（mPD）和甲基丙烯酸（MAA）作为原料,采用一锅法在高温下制备了一种新型碳纳米点（CNs）材料。CNs水溶液在紫外光（365nm）照射下呈现出明亮、持久的绿色荧光。用CNs水溶液制造的荧光墨水可用于书写、绘画和染色,这种荧光墨水在日光下表现为黄色溶液,而在紫外光（365 nm）照射下显示出明亮且清晰的绿色荧光。此外,CNs水溶液还用于可视化检测Fe³⁺。比较了不同的金属离子对CNs的荧光猝灭作用,发现Fe³⁺对CNs具有很强的荧光响应性。在50-1000μM的范围内,Fe³⁺的可视化检测限（LOD）为50μM。另外,还利用分子荧光对Fe³⁺进行了定量检测。在1-100μM的范围内,Fe³⁺的浓度和CNs荧光强度比呈现出良好的线性关系,LOD为0.6μM（S/N=3）。该碳点还具有pH响应性,在强碱环境中荧光会猝灭。结果表明,合成的碳点具有良好的光致发光特性,可以应用于Fe³⁺离子的可视化检测、pH传感以及荧光墨水。2.多彩荧光碳纳米点的制备及其在隐形荧光墨水和多种金属离子检测中的应用本研究中,以苯二胺的三种同分异构体:间苯二胺（mPD）,邻苯二胺（oPD）,对苯二胺（pPD）和甲基丙烯酸（MAA）为原料,合成出了一系列的多彩光致发光碳点。其中3种典型的碳点分别在紫外光（365 nm）下呈现出明亮的绿色、黄色、蓝色的荧光。利用紫外可见光（UV）和分子荧光（PL）光谱对碳点的光学性质进行了表征;使用透射电子显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）对微观形态进行了表征;使用傅里叶变换红外（FT-IR）光谱和光电子能谱（XPS）对元素组成进行了表征。通过对比以上3种碳点,初步提出了一种可能的发光机制:碳点发出不同颜色的荧光可能取决于碳点表面氧元素的含量。此外,这些碳点还可用于可调的多彩隐形荧光墨水以及多种金属离子检测。3.基于碳纳米点和镧系元素的紫外光可调荧光墨水和聚合物凝胶膜增强防伪的研究本研究中,合成了以甲基丙烯酸和间苯二胺为前驱体的水溶性绿色荧光碳纳米点（CNs）（上述实验一中合成的碳点）,又以镧系离子Eu³⁺和适配体吡啶-2,6-二羧酸为原料制备了一种具有红色荧光的镧系化合物。开发了一种CNs和镧系化合物的紫外光可调的荧光墨水和聚合物水凝胶膜。制备的荧光墨水和聚合物水凝胶薄膜可以在绿色和红色荧光之间反复切换,其颜色的变化取决于在254和365nm紫外光下CNs和镧系化合物的荧光变化。结果表明,这种紫外光可调荧光墨水和聚合物水凝胶薄膜可用于增强数据和信息的防伪功能。