作为碳材料家族的新星,碳点(CDs)自2004年首次发现之后逐渐以其优异的荧光性能引起了科研人员的广泛关注。除了原料廉价、合成便捷外,相较于传统荧光材料碳点还具有杰出的抗光漂白能力和良好的水溶性、化学稳定性高、易于表面功能化以及生物相容性好等优点。碳点在分子传感、离子检测、光催化、药物载体、光电子器件及生物成像等研究领域拥有巨大的应用潜力。但是由于碳点具有相对复杂的结构,在经过了十几年的研究之后,其荧光机理仍没有一个被广泛认可的合理解释。因此围绕碳点合成、荧光机理以及应用,本论文主要开展了以下研究工作。首先通过微波法合成了水溶性荧光碳点,研究了不同碳源、尿素以及不同溶剂对于合成产物荧光性质的影响。结果发现,所合成的碳点的荧光发射谱均呈现明显的激发波长依赖性。使用不同有机小分子作为碳源合成碳点的吸收峰、最大荧光峰和对应的激发峰均位于不同的位置且具有不同的荧光量子产率,说明碳源分子结构对于产物的光学性质具有重要影响。不同有机小分子作为碳源再加入尿素作为氮源后,反应产物的紫外-可见吸收谱与光致发光谱都出现了一定的变化,另一方面尿素可以提高或降低不同小分子碳源合成碳点的产率的同时可以提高产物的荧光量子产率。使用不同有机溶剂所合成碳点的光学性质相较于以水作溶剂的合成产物出现了不同程度的变化,但是在微波合成法中使用混合溶剂的效果并不明显。其次,通过改变溶剂,利用水热/溶剂热法合成了最大荧光发射峰分别位于蓝色(470 nm)、绿色(500 nm)、黄色(539 nm)和红色(595 nm)区域的四种不同发光颜色的水溶性荧光碳点,且四种碳点在长波段区域具有不同位置的吸收峰。通过对比实验发现,酰胺类溶剂是合成红光发射碳点的关键,而乙酸起到增强红光发射的作用。由于内滤效应和荧光能量共振转移效应,所合成碳点水溶液的发射谱的强度会随着样品浓度变化而变化,同时发射峰值位点出现蓝移或者红移。另一方面所合成的碳点水溶液的吸收谱会随着p H值增加而变化,且发射谱呈现p H值依赖的荧光特性。利用硼氢化钠对碳点进行选择性还原,碳点的吸收和荧光性质均出现了较大的变化。表明水热/溶剂热法所合成的多色碳点具有表面态相关的荧光发射机制。利用TEM、XRD、FTIR、拉曼和XPS等表征手段对碳点的结构、尺寸、化学组成进行了表征。通过将碳点与氯化钠进行复合的方式实现了碳点的固态发光,发现荧光发射峰分别位于460 nm,496 nm,564 nm和585 nm。