碳量子点（CQDs）作为碳基纳米材料中的明星材料,由于其优异的光学性能,良好的水溶性,低毒性及高的荧光稳定性等,已经引起了人们的广泛关注。目前,基于碳量子点设计的荧光探针已经用于检测各种对环境有害的金属离子,例如Hg²⁺,Cu²⁺等,然而将其用于放射性核素的检测却很少有人研究。铀（U）作为放射性核素之一,不仅具有化学毒性,而且具有放射性毒性对生态环境和人类健康造成了严重的威胁。此外,由于传统检测技术对铀的检测存在一些缺陷,例如仪器检测通常耗时长、样品预处理复杂、携带不变、响应时间慢等,阻碍了他们在核应急及实际检测中的应用。因此,本论文旨在基于碳量子点设计一种具有高选择性,高灵敏度以及响应时间快的荧光探针用于铀酰离子(UO₂²⁺)的检测。具体的研究内容及成果如下:第一,我们通过低温热解柠檬酸和聚乙烯亚胺的方法合成了一种表面富含氨基的碳量子点。3,4-羟基吡啶酮（HOPO）是一类对铀酰离子具有很强络合作用的有机分子。我们通过HOPO上的羧基官能团和碳量子点上的氨基发生酰胺化反应,将HOPO分子作为第二功能团成功的引入到碳量子点表面,得到一种表面富含HOPO螯合基团的碳量子点。研究表明,HOPO修饰后的碳量子点在紫外灯下发射出明亮的荧光,且相对于未修饰的碳量子点,修饰后的碳量子点表现出更高的pH稳定性。第二,基于修饰后的碳量子点对铀酰离子具有很强的络合作用以及碳量子点在水溶液中优异的荧光性能,我们研究了修饰后的碳量子点对于铀酰离子的检测性能。选择性实验表明,修饰后的碳量子点对铀酰离子表现出很高的选择性,其他竞争离子对碳量子点的荧光强度影响很小。为了比较修饰后的碳量子点和未修饰的碳量子点对铀酰离子的检测性能,分别探究了他们的荧光强度和铀酰离子浓度之间的关系,结果表明修饰后的碳量子点表现出更高的灵敏度和更低的检测下限。此外,和一些代表性的检测方法相比,该荧光探针对铀酰离子的响应时间（30 s）远远低于其他方法,这为实时检测环境中的铀提供了可能性。最后,通过一系列的实验探究了该探针的检测机理,结果表明铀酰离子能够引起碳量子点聚集,从而导致荧光淬灭。