近年来,碳量子点(CDots)作为一种新型荧光材料,以其优异的光电性质,广泛应用于荧光成像、多功能纳米传感器、光学器件等众多领域。与传统半导体量子点相比,碳量子点具有更加优异的水溶性、生物相容性及可修饰性等特点,从而有望成为新一代荧光成像及传感器的基质材料。然而,单纯的碳量子点往往功能单一而限制了其应用。因此,为了赋予碳量子点更加丰富与高效的功能,碳量子点的功能化逐渐成为该领域的研究热点。利用杂化的方式对纳米材料进行多组分整合,可以实现纳米粒子的多功能和多应用发展。稀土离子由于其特殊的荧光性质而在发光材料领域具有重要的应用价值。因此将稀土离子与碳量子点进行复合功能化对于多功能探针的发展有着重要的意义。本论文利用主客体相互作用实现碳量子点的表面修饰及功能化,将稀土离子有效的结合在碳量子点表面组装多功能纳米探针,从而实现其多功能化。这种功能化方式很大程度上降低了修饰过程的难度,同时可以将碳量子点的特性同修饰分子的特性相结合,实现了多功能纳米器件的构筑。通过元素分析、红外光谱、热重分析、电镜和光电子能谱等手段对该复合纳米探针的组成和微结构进行表征,探讨了该纳米复合材料的发光、识别性能、水溶性以及在生化领域的潜在应用。研究发现这种纳米探针可以在纯水体系中实现比率型识别磷酸氢根的目的。同时,进一步研究发现此荧光探针可以进一步用于纳米逻辑门及环境样品的检测等领域。本论文共分为三部分:1.综述了稀土功能化的纳米材料的制备与组装的研究现状,同时简述其在核磁造影以及荧光识别领域中的应用。2.基于稀土复合碳量子点纳米探针的设计组装及其在识别和逻辑门等领域的应用。选择表面带有烷基铵结构的碳量子点,通过主客体作用与磺化杯芳烃组装,得到表面具有磺化杯芳烃的碳量子点纳米探针。同时利用磺化杯芳烃对稀土的敏化作用达到双发射荧光的效果,并进一步应用在识别及逻辑门等领域。3.将设计得到的碳量子点探针应用于环境领域中农药残留的检测。发现该探针对含磷类的农药具有灵敏响应,有望应用于含磷农药的预分离中。