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碳是自然界中广泛存在的元素，基于碳材料的研究也一直备受关注。其中石墨烯是一种二维蜂窝状晶格结构的理想碳材料，具有独特的物理和化学性质，如优良的导电性，较大的表面积，较高的机械强度和良好的电催化活性，当在石墨烯中掺杂其它原子（如氮原子）可以有效地改善其电学性质、化学活性和光学性质，使其在传感器、超级电容器、燃料电池等方面具有更广泛的应用。碳点作为碳材料的一种，其尺寸在1-10nm之间,形貌上类似于由石墨化碳的核及包覆在核外的无定形碳组成。由于碳点具有优异的荧光性质、好的生物兼容性、低毒性和较强的可修饰性，在细胞成像、生物检测、化学传感器和金属离子检测等领域表现出广阔的应用前景。本论文对氮掺杂还原氧化石墨烯和氮掺杂碳点的研究，主要有以下方面内容: (1)通过水热法合成了氮掺杂还原氧化石墨烯(NrGO)，首次构建了无金属氮掺杂还原氧化石墨烯修饰的玻碳电极(NrGO/GCE)传感器，并用于检测亚硝酸盐(NO2-)。由于NrGO较好的电子导通能力，NO2-的氧化电电势得到了明显的降低，同时这种新型传感器对NO2-检测表现出良好的性能，除了具有较低的检测限（0.2μM，S/N=3）和较宽的检测范围(0.5-5000μM)还有较好的稳定性、抗干扰能力和重现性。此外，还将该传感器用于测定食品（腌制大蒜）和河水中NO2-的含量。这种新型传感器在食品及环境中NO2-检测具有潜在的应用前景。 (2)以柠檬酸为碳源，甲酰胺为氮源及溶剂，通过溶剂热法制备了能够发射红色荧光的氮掺杂碳点。Cu2+能够选择性地猝灭氮掺杂碳点的红色荧光，将这种氮掺杂碳点用作检测Cu2+的荧光探针，具有较宽的Cu2+检测范围(20-1000μM)和较低的检测限（4.3μM，S/N=3）。制备的红色荧光的氮掺杂碳点在Cu2+检测方面具有潜在应用。