半导体纳米晶又被称为量子点，因其具有独特的光学特性，在太阳能电池、LED、生物分析检测和生物成像等领域表现出了巨大的应用价值。纳米晶的合成技术和表面功能化研究是纳米晶应用研究的基石。探索简单、高效的合成方法可实现对纳米晶形貌、维度和尺寸的人工裁剪，进而实现对纳米晶光学性能的调控。掺杂量子点不仅继承了量子点的独特性能，更因其具有较大的斯托克斯位移和长的荧光寿命在生物传感和生物成像中显现出巨大的应用前景。本论文从半导体纳米晶的可控制备和分析应用两个角度出发，主要对II-VI族半导体纳米晶、核壳纳米晶和掺杂量子点的高效制备以及量子点的表面功能化修饰和量子点在生物分析检测与成像上的应用进行了研究，主要研究工作如下：1.采用非注射前驱体的高温液相合成方法，以油胺为单一反应溶剂，以硬脂酸锌为锌前驱体，以硫粉为硫前驱体，成功制备了闪锌矿结构的ZnS纳米棒，系统地研究了实验参数（Zn/S摩尔比、反应时间、反应溶剂量和锌前驱体种类等）对ZnS纳米棒形貌的影响。再以硫脲和1-十二烷基硫醇替代硫粉作为硫前驱体，又制备出球形和类似正方体的ZnS纳米晶。通过改变硫前驱体，实现了对ZnS纳米晶形貌的可控制备，并探讨了其形成机理。2.利用连续离子层吸附与反应（SILAR）技术，制备出以闪锌矿结构CdS为核的CdS/ZnS核壳纳米晶。通过控制ZnS壳层的生长温度，实现了CdS/ZnS核壳纳米晶的形貌由四足状过渡到正四面体再到球体的演化，并研究了对其光学性质的影响。结合密度泛函理论（DFT）计算，从理论角度解释了CdS/ZnS核壳纳米晶形貌演化过程的机理。3.采用三步胶体法合成了具有优良光学性质的Mn掺杂CdS/ZnS/CdS核-壳-壳型量子点。将3-巯基丙酸替代油溶性Mn掺杂核壳量子点表面的长的烷基胺链，获得水溶性的Mn掺杂核壳量子点。通过对其表面进行修饰，赋予Mn掺杂核壳量子点特殊的功能：在其表面修饰上叶酸（FA），使其成为特定肿瘤细胞靶向标记的荧光探针，用于标记肿瘤细胞；将谷胱甘肽（GSH）修饰到Mn掺杂核壳量子点表面，可实现对铜离子的快速、高选择、超灵敏的定量分析检测，并可用于细胞内的铜离子检测。此外，本论文还致力于具有尖晶石结构的纳米晶的研究。具有尖晶石结构的金属氧化物在磁性材料、电子材料、催化剂、以及能量的储存与转换方面都有着广泛的应用。其中，CoMn2O4尖晶石在碱性条件下表现出良好的催化氧还原反应和氧析出反应的活性。本文成功制备了功能化修饰的碳纳米管负载的CoMn2O4尖晶石氧化物电催化剂，对催化剂的结构、形貌、元素组成等进行分析，并对其电催化性能进行研究。因该催化剂价格低廉且催化性能优于商业Pt/C催化剂，可用于替代昂贵的商业贵金属催化剂。