碳点作为一种环境友好型新兴纳米荧光材料,因其具有低毒性、化学性质稳定、价格低廉、制备方法简单、光学性能优异等优点,近年来得到了大家普遍的关注并被广泛应用于生物医学、光电器件等领域。本论文旨在通过合成最典型的碳点材料(碳化聚合物点、石墨烯量子点),探究其物理化学性质、荧光机制和实际应用。从创新性方面来看,本论文工作在碳点材料领域的贡献如下:首次制备可抵抗自淬灭的红色固态荧光碳化聚合物点(SSFCPDs),并通过调节碳化聚合物点与基质的比例制备了全光谱发射的荧光粉末;率先将n型石墨烯量子点掺杂至半导体金属氧化物氧化锡中,并通过单喷丝电纺丝法制备了对乙醇气体具有灵敏响应和高度选择性的气体检测器。具体来说,本论文的工作可归纳为如下两部分。第一部分:使用顺丁烯二酸和乙二胺为反应原料通过微博辅助水热法批量制备了在不添加其它固态基质的情况下仍具有较强红色固态发光的碳化聚合物点。该碳化聚合物点的量子效率为8.50%且其产率较高为89%。当碳化聚合物点以不同浓度被分散到水或其他固体基质中时,在波长为365 nm的紫外光激发下碳化聚合物点会呈现出黄色,绿色或蓝色的荧光。我们分析了碳化聚合物点的化学结构,利用时间分辨发射光谱(TRES)研究了碳化聚合物点粉末及不同浓度水溶液的发光机理并基于以上的荧光机理制备了发射可调节的固态荧光碳化聚合物点-淀粉复合物和碳化聚合物点粉末,其荧光发射从蓝色到红色。我们利用上述荧光粉末做为颜色转换层制备了全光谱发射及白光发射的LED器件。同时我们制备了在波长为365 nm紫外光照射下具有全光谱荧光的碳化聚合物点/PVA复合聚合物薄膜及碳化聚合物点荧光墨水,将具有固态荧光的碳化聚合物点构造成各种形式以满足不同种类应用的需求。第二部分:我们通过酸裂解的方法制备了一种n型石墨烯量子点并通过单喷头电纺丝的方法制备了负载石墨烯量子点的氧化锡纳米管。基于石墨烯量子点-氧化锡复合纳米管的气体检测器对乙醇气体具有高灵敏度和优异的选择性。当工作温度为325?C时,负载石墨烯量子点质量分数为0.4%的检测器具有最优异的响应值(S=80.0)。同时我们也研究讨论了石墨烯量子点-氧化锡基检测器的气体响应机制,即由于氧化锡纳米粒子和石墨烯量子点之间存在n-n异质结,因此质量分数为0.4%的石墨烯量子点-氧化锡复合纳米管对于乙醇气体具有灵敏的响应。综上本论文从制备可以抵抗自淬灭现象且荧光具有浓度依赖性的碳化聚合物点出发,分析其发光机理并将其应用于发光二极管,荧光墨水和聚合物薄膜中。之后利用酸裂解法制备石墨烯量子点并利用其制备一系列石墨烯量子点/氧化锡气敏材料,提高了一维半导体氧化物对乙醇气体的灵敏度和选择性。本论文将实际应用与理论探索相结合,为碳点材料的水相应用提供了崭新的思路。