荧光半导体纳米晶体(或量子点)由于其在发光二极管、激光发射器、传感器、太阳能电池、生物标记等领域的潜在应用价值而得到了广泛的关注。在众多的半导体材料中,II-Ⅵ系列材料中的CdSe和ZnSe是被人们广泛研究的系统。通过油相法可以制备出高质量的CdSe和ZnSe量子点,制备出的量子点具有高的荧光质量和发光强度,但是由于这种合成方法一般需要毒性、易燃的有机配体和很高的反应温度,而且合成出来的量子点不溶于水,这些都不适用于生物领域的应用。相比,由于水相法温和的反应温度,绿色的合成过程和水溶性的反应产物而越来越受到人们的关注。水相法有希望代替油相法成为合成量子点的主要方法。然而,水相法合成的量子点荧光量子产额和荧光性能的稳定性较低,而且存在大量的表面态缺陷。通过将量子点制备成合金型或者核壳型的结构便可有效的解决这些问题。此外,在水相合成的过程中,大量的可溶性阴、阳离子存在于反应系统也会对最终和合成的量子点的性能产生不同程度的影响。基于这些问题,我们做了如下的两部分工作：1.阳离子交换法制备水溶性ZnCdSe合金量子点及其表征利用阳离子交换法在水溶液中成功制备了水溶性的CdZnSe合金量子点。对制备出的合金量子点进行了X射线衍射、高倍透射电镜、紫外—可见吸收光谱和荧光发射光谱的测试。测试结果显示制备出的量子点颗粒具有良好的结晶性,小的颗粒尺寸(4-5nm)。而且结果显示利用阳离子交换法制备的合金量子点相比于传统的制备方法有效的避免了分别成核的现象。此外,由于此方法制备的“类核壳”结构的合金量子点可以有效的消除表面缺陷,从而大大的提高了量子点的荧光量子产额(高达13%)而且使得量子点具有良好的荧光可调谐性(430-480m)。2.钠离子对水相合成ZnSe量子点的发光性能的影响这部分工作主要是研究了以Na+为代表的可溶性离子对ZnSe量子点的性能的影响。ZnSe量子点是利用水相法并且在水溶液中引入大量的Na+合成的,并对合成的量子点进行了荧光发射光谱、荧光衰减曲线、紫外—可见吸收光谱、X射线衍射和高倍透射电镜的测试。结果显示,当Na+大量存在时合成的ZnSe量子点颗粒尺寸大约为4nm,这比没Na+存在时合成的ZnSe量子点的尺寸要大；此外,当Na+在溶液中的浓度足够高时,合成出来的ZnSe量子点的荧光发射光谱在590nm处出现一个发射峰,我们将其归因于硒空位的发射。此外,我们对K+、Cl-, OAc-, F-也进行了研究。我们的第三部分工作是关于碳量子点的合成与应用。碳点虽然从成分上归于有机物范畴,但是其性能尤其是光学性能与半导体很相似,而且碳点具有尺寸小、低毒、生物相容性好等优点。3.用纸灰制备水溶性的荧光碳点及其生物应用在这部分工作中,利用纸作为碳源一步合成了高质量的水溶性荧光碳点,碳点的荧光量子产额高达9.3%。合成出来的碳点具有良好的水溶性、小的颗粒尺寸和适中的荧光寿命。此外,由于此碳点具有良好的水溶性和生物相容性,我们将其对人体肺癌A549细胞进行了荧光标记,结果显示此方法合成的水溶性碳点可以作为优异的荧光探针而用于细胞成像。4.利用可再生碳源绿色合成水溶性荧光碳点及其应用第四部分工作是用我们常见的小麦、大米和玉米作为绿色碳源利用简单、易控制的水热法合成水溶性的荧光碳点。用人体L02肝细胞和A549肺癌细胞评估前两者作为碳源合成出的碳点,结果表明其具有良好的生物相容性。玉米作为碳源合成出的碳点可作为“绿色”的光传感器用于检测Cu2+。