近年来,重金属污染物的控制与处理已成为世界各国环境安全和可持续发展中面临的关键课题。重金属污染物主要存在于大气、土壤和水中。存在于水中时,重金属污染物主要呈阳离子形式。水中重金属离子污染物的种类众多,三价铁离子(Fe³⁺)也是其中一种。作为生命的一种必需元素,Fe³⁺在人体的很多生理代谢过程中发挥着重要作用。但其在人体内的含量偏离正常值时,也将诱发诸如癌症、血色素沉着症、贫血等。因此,实现Fe³⁺的高效、准确和灵敏检测具有现实意义。石墨烯量子点（GQDs）和黑磷量子点（BPQDs）作为两种新型的荧光纳米探针材料,具有水溶性好、生物相容性好及抗光漂白能力强等诸多优点,近年来在荧光传感、生物成像以及生物标记等研究领域受到广泛关注。本论文中,我们基于较为简单易行的实验方法对GQDs和BPQDs的合成进行了探索,并通过表面官能团的引入,实现了这两种荧光探针材料对于Fe³⁺的专一性检测。本论文的主要研究内容如下:在第一部分工作中,我们以柠檬酸和β-环糊精（CD）为前驱体,通过一步水热法,获得了具有单层石墨烯结构的荧光量子点（sl-GQDs）。合成的sl-GQDs在紫外灯激发下呈绿色荧光发射,其荧光量子产率为5.34%。由于CD分子的存在,石墨烯各层之间的堆积被有效抑制,从而形成了sl-GQDs,其中CD分子均匀修饰在sl-GQDs表面。同时,由于sl-GQDs表面丰富的羟基、羧基和羰基等,使其与Fe³⁺之间具有很高的亲和力,可以与Fe³⁺形成金属络合物。因此,在这部分工作中,通过Fe³⁺对sl-GQDs的荧光淬灭实现了对Fe³⁺的专一性检测,其检测限为0.26 uM。该探针的荧光信号在Al³⁺、Ca²⁺、Co²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、K⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Na⁺、Ni²⁺、Zn²⁺等十余种干扰离子的存在下变化不大,体现出了对于Fe³⁺检测的专一性。此外,以sl-GQDs为基的荧光传感器也成功应用于实际样品自来水中Fe³⁺的专一性检测,其回收率在93.8%-101.5%之间。在第二部分工作中,我们以片状黑磷（BP）粉末为前驱体,以DMF溶剂为剥离溶剂并以CD为辅助分子,在氩气氛围下通过一步溶剂热法合成了CD修饰的GQDs/BPQDs复合物（CD-GQDs/BPQDs）。合成的CD-GQDs/BPQDs在紫外灯下呈蓝色荧光发射,其荧光量子产率为12.6%。由于CD的辅助分散作用和DMF溶剂的良好剥离能力,合成的CD-GQDs/BPQDs形成了由单层GQDs、单层BPQDs及CD分子修饰层组成的“三明治”结构。其中,GQDs作为BPQDs的基底材料,不仅可以有效避免BPQDs被空气中的水和氧气氧化,提高了BPQDs的稳定性,还有效地抑制了BP材料层与层之间的π-π堆积作用。而CD分子的存在,一方面起到了抑制石墨烯、BP材料层间的π-π堆积的作用,另一方面,其表面丰富的羟基、羧基和羰基等官能团,也保障了CD-GQDs/BPQDs材料对于Fe³⁺的专一性响应,其检测限为0.19 uM。该探针的荧光信号在Al³⁺、Bi³⁺、Hg²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、K⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺等十余种干扰离子的存在下变化不大,体现出了对于Fe³⁺检测的专一性。此外,以CD-GQDs/BPQDs为基的荧光传感器也成功应用于实际样品自来水中Fe³⁺的专一性检测,其回收率在93.5%-107.1%之间。