与体相材料相比,纳米材料具有显著增大的比表面积,因为它们在三维尺度上至少有一维小于100 nm,因此相应的能级结构也会发生改变,这些特殊的结构使其具有体相材料所没有的性质。尤其是零维的量子点,它在三维尺度上的尺寸都小于对应的激子波尔半径的两倍,存在明显的量子尺寸效应、表面效应和小尺寸效应,导致其优异的光学性质。因此,对量子点的修饰及发展新颖的制备方法对其在光电性质、分子器件及光催化等方面的研究显得至关重要。本论文主要由以下三部分组成:第一章,绪论。一方面介绍了荧光探针的分类和机理,并重点介绍了碳量子点荧光探针在金属离子检测方面的应用;另一方面概述了纳米半导体材料,并且重点介绍了 CdS半导体材料的制备及其在光催化产氢方面的改性研究。最后基于以上背景知识和文献总结提出了本论文的研究内容和选题依据。第二章,离子液体修饰的碳量子点作为荧光探针高选择性和灵敏性地检测铁离子和抗坏血酸分子。在本章中,我们通过热解柠檬酸和1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐的混合物得到了离子液体修饰的碳量子点荧光探针,该探针可以用于Fe3+的检测。荧光滴定实验证明,碳量子点的FL强度和Fe3+的浓度在0-300μM(R2=0.99)内都成线性关系,并且通过计算得出其检测限是13.68 μM。此外,当碳量子点的荧光完全被Fe3+猝灭之后,往溶液中加入不同的生物小分子,发现只有抗坏血酸才能恢复碳量子点的荧光,这表明:碳量子点被Fe3+猝灭之后的混合液能进一步用于抗坏血酸的检测。我们的方法可以为快速、廉价和高灵敏性的碳量子点探针的发展提供一种新思路,并有望用于环境检测和传感分析。第三章,配位自组装法原位矿化制备硫化镉量子点及其光催化产氢研究。在本章中,我们以胱氨酸和镉离子配位自组装形成的结构为模板构筑了 CdS量子点分级结构,该结构可以在可见光下分解水产氢。首先,通过SEM、TEM、XPS和滴定实验表明胱氨酸和镉离子通过配位作用形成了 1:1的有序结构,并且在加入Na2S之后能作为模板在原位生成CdS量子点。研究表明(HR-TEM、XRD、FL和Uv-vis),通过调控加入Na2S的量,可以得到不同大小的CdS量子点。最佳浓度下得到的CdS量子点在牺牲剂的存在下,光沉积Pt之后可以将电子转移到Pt颗粒上提高电荷分离的效果,从而大幅度地提高产氢的效果(产生肉眼可见的气泡)。而且由于Cys/Cd模板的高稳定性,该结构可以在五个循环内持续产氢而不存在降解和催化性能下降等问题。我们的配位自组装方法有望为其他硫化物纳米粒子的制备提供一种简单可行的思路,同时模板法原位矿化量子点有望为新型光催化剂的合成提供一种方案。