半导体量子点具有优异的光电性能,如能带尺寸效应、激发光谱宽、发射光谱窄、发射光谱的对称性与可调性。CdS是典型的IIB-VIA族半导体,为直接跃迁型半导体,波尔激子半径为2.4 nm,室温下其带隙为2.42 eV。近年来,因其量子产率高、易于功能化以及优异的荧光性能,在重金属离子和生物小分子检测方面得到了广泛研究。但是,CdS本身的毒性导致其在荧光传感的实际应用中受到质疑。解决CdS量子点的毒性,并将其用于重金属离子的荧光检测,仍然具有相当的挑战和科学意义及应用价值。首先,分别以柠檬酸、L-半胱氨酸、N-乙酰-L-半胱氨酸以及半胱胺盐酸盐作为表面修饰剂,采用水热法制备毒性低水溶性好的硫化镉量子点。其次,通过XRD、Raman、AFM、TEM、XPS及FTIR对所获得量子点的结构、形貌、表面官能团进行了表征和分析。结果表明,通过简单的水热法成功地合成出了四种硫化镉量子点,得到的量子点均具有清晰的晶格条纹且均为立方闪锌矿结构。其中半胱胺盐酸盐修饰的硫化镉量子点的分散性最好。利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱及色坐标对硫化镉量子点的光学性质进行了表征。研究发现,半胱胺盐酸盐修饰的量子点的稳定性好且量子产率最高,为34.31%。再次,以所制备的硫化镉量子点作为荧光探针,基于荧光淬灭,用于水体中Cu2+的检测。结果表明,半胱胺盐酸盐修饰的硫化镉量子点对Cu2+表现出高选择性、强抗干扰性、线性关系好且检测范围广的优势。在最优条件下,荧光响应与铜离子浓度在0.01-50 μM范围内表现出良好的线性关系,检测极限为8.3 nM。此外,将CdS QDs成功应用于真实水样中对Cu2+检测分析并得到了满意的结果。最后,利用XPS、TEM、紫外可见吸收光谱及荧光寿命衰减曲线对硫化镉量子点与Cu2+间的作用机理进行了分析与探讨。