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石墨烯量子点是由有限数目的碳原子构成的，在三个维度尺寸均在纳米数量级（1-10nm）的零准维纳米材料。GQDs具有宽的激发光谱和窄的发射光谱,粒径大小可以控制其发射波长。由于较好的生物相容性以及强的光稳定性，GQDs可以进行生物活体标记和检测，有利于进行长时间的生物体培养。石墨烯量子点在量子点显示、照明领域、太阳能领域、生命科学领域以及量子计算领域具有潜在的用途。本论文通过自上而下的水热切割法和自下而上的柠檬酸的热裂解法制备了石墨烯量子点，并研究了其实际应用，主要内容如下：
1.通过水热切割氧化石墨烯薄片合成了氮掺杂石墨烯量子点（N-GQDs）。并且通过四氢呋喃-(NH4)2SO4-水的液-液萃取系统，成功地纯化了N-GQDs。所制备的N-GQDs平均尺寸为6nm，最佳激发和发射波长分别在330和435nm。经证明，N-GQDs是一种对Fe3+敏感的荧光检测探针。该探针可检测浓度范围为0.2-30mM的Fe3+（R2=0.992），检测限为0.06mM。该荧光定量分析Fe3+的方法具有良好的线性和可重复性。
2.通过逐层组装将N-GQDs嵌入到二维层状双氢氧化物纳米片中制造的荧光超薄膜具有长程有序的结构。所得薄膜显示出较强的荧光和较高的荧光量子产率，归因于石墨烯量子点在无机-有机混合基质中的均匀分散和LDHs纳米片施加的光激发电子的限制。这项工作为设计和制造具有良好发光性能的N-GQDs薄膜提供了一种简便的方法，可用于光电子传感器件。
3.掺杂一直是调节碳材料各种应用性能的有力手段，而氨基酸掺杂石墨烯量子点由于其独特的化学，电子和光学性质而引起了人们的广泛关注。本文通过柠檬酸热解及不同色氨酸含量合成了一系列色氨酸功能化石墨烯量子点（Trp-GQDs）。与单纯的GQDs相比，Trp-GQDs具有更强的荧光强度（7倍）。随着pH值的增加，荧光信号在4-12范围内线性减小，相关系数为0.98。最重要的是，基于Trp-GQDs的pH检测传感器成功地在河水样品中得到了验证。
1.通过水热切割氧化石墨烯薄片合成了氮掺杂石墨烯量子点（N-GQDs）。并且通过四氢呋喃-(NH4)2SO4-水的液-液萃取系统，成功地纯化了N-GQDs。所制备的N-GQDs平均尺寸为6nm，最佳激发和发射波长分别在330和435nm。经证明，N-GQDs是一种对Fe3+敏感的荧光检测探针。该探针可检测浓度范围为0.2-30mM的Fe3+（R2=0.992），检测限为0.06mM。该荧光定量分析Fe3+的方法具有良好的线性和可重复性。
2.通过逐层组装将N-GQDs嵌入到二维层状双氢氧化物纳米片中制造的荧光超薄膜具有长程有序的结构。所得薄膜显示出较强的荧光和较高的荧光量子产率，归因于石墨烯量子点在无机-有机混合基质中的均匀分散和LDHs纳米片施加的光激发电子的限制。这项工作为设计和制造具有良好发光性能的N-GQDs薄膜提供了一种简便的方法，可用于光电子传感器件。
3.掺杂一直是调节碳材料各种应用性能的有力手段，而氨基酸掺杂石墨烯量子点由于其独特的化学，电子和光学性质而引起了人们的广泛关注。本文通过柠檬酸热解及不同色氨酸含量合成了一系列色氨酸功能化石墨烯量子点（Trp-GQDs）。与单纯的GQDs相比，Trp-GQDs具有更强的荧光强度（7倍）。随着pH值的增加，荧光信号在4-12范围内线性减小，相关系数为0.98。最重要的是，基于Trp-GQDs的pH检测传感器成功地在河水样品中得到了验证。