超薄稀土氢氧化物纳米片将稀土元素独特的光学和磁学性能与超薄二维结构的高比表面积、高各向异性以及丰富的活性位点整合在一起,在荧光检测、药物传递、生物传感和医疗成像等领域有极大的应用前景。但是这些纳米片被应用于水环境中时,仍面临团聚、稳定性不佳,纳米片厚度厚,亲水性差等亟待解决的问题。为此本论文围绕亲水性稀土氢氧化物纳米片的制备及光学、核磁性能的研究进行探索,主要包含以下几方面内容:1.制备了Htta修饰的负载纳米Ag的Eu/Y氢氧化物纳米片（LA-Ag@Eu/Y@tta）,对Pb2+呈现良好“turn-on”荧光响应。负载在纳米片上的纳米Ag颗粒,由于局域表面等离子体效应不仅改善了纳米片在水中的荧光性能,还提高了其对Pb2+的检测的灵敏度。结合荧光激发光谱、发射光谱、荧光寿命和红外光谱等数据分析,系统讨论了该纳米片对Pb2+离子荧光增强的响应机理。2.以PAA为稳定剂,采用超声破碎仪超声处理,在水中得到了稳定性高、分散性好、微米级别的Eu3+掺杂的氢氧化钇单层纳米片,其对温度有良好的荧光响应,且线性良好。温度升高时,可能发生Eu3+离子向tta-的能量回传过程造成猝灭荧光。此外,由于Eu3+（~5D0→~7F2）跃迁能级差是羟基（O-H）振动频率的整数倍,当温度升高时,Eu3+离子与O-H振动耦合显著降低了辐射跃迁几率,导致612 nm处的荧光剧烈猝灭。Eu3+掺杂的氢氧化钇单层纳米片具有大的比表面积,丰富的表面羟基（O-H）对化学环境感知更加灵敏,在温度检测领域具有潜在的应用价值。3.MRI造影剂可以明显提高病灶和背景之间的对比度,临床应用广泛。本章制备了尺寸约100 nm,在水溶液中稳定性高,分散性好不易聚沉的单层纳米片。其在3T磁场环境下显示出超高的r1、r2弛豫性能,具有低的细胞毒性。为了降低Gd3+的使用剂量,探究了不同钆掺杂量下纳米片的弛豫性能。与文献报道中纯钆基MRI造影剂不同,研究发现当钆掺杂量为10%时弛豫率最佳(r1=103.60 m M-1 s-1,r2=372.86 m M-1 s-1)。结合掺杂量为10%时的纳米片结构,探讨了新型二维掺杂MRI造影材料的弛豫机理。4.为优化10%Gd纳米片的多模式成像能力,引入Eu3+作为发光中心,制备了Eu3+、Gd3+双掺杂的稀土氢氧化物纳米片。结合3T磁场环境下测定的T1、T2弛豫时间,细胞荧光成像和细胞毒性实验,证明了该材料具有超高的r1、r2弛豫率以及良好的细胞成像能力和低的细胞毒性,在多模式成像方面极具发展潜力。