纳米科技抢先占领新兴前沿学科领域的制高点,直接影响未来社会的经济发展方向,有可能带动新的工业革命。随着纳米科技的飞速发展,不断涌现出新型纳米功能材料。其中,掺杂型和复合型材料因为集多功能于一身,在制造业、信息技术、能源、环境、生物医学等领域展现出广阔的应用前景。本论文一方面系统研究了过渡族金属(TM²⁺=Cu²⁺,Mn²⁺,Cd²⁺)单掺杂和双掺杂ZnS纳米材料的可控生长、光、磁性质等随掺杂浓度的变化规律,揭示其可控生长机制及光、磁性能调控机制;另一方面,利用ZnS:TM²⁺半导体发光材料、Fe₃O₄量子点磁性材料、SiO₂表面修饰材料及PNIPAAm温敏型聚合物材料,从纳米材料性能及表面化学的角度出发,组装多功能纳米复合材料,探索其在生物医学领域的应用。取得的创新性研究成果如下:1.为了获得Mn²⁺、Cu²⁺在ZnS纳米材料中的最佳实验掺杂浓度,利用溶剂热法和水热法制备一系列不同掺杂浓度的ZnS:Mn²⁺量子点,ZnS:Mn²⁺、ZnS:Cu²⁺和ZnS:Cu²⁺Mn²⁺纳米线。研究结果表明Mn²⁺在ZnS量子点和纳米线中的最佳实验掺杂浓度分别为3%和1%,Cu²⁺在ZnS纳米线中最佳实验掺杂浓度为1%;Mn²⁺、Cu²⁺在ZnS:Mn²⁺Cu²⁺纳米线中最佳实验掺杂浓度均为1%,样品具有室温铁磁性,这来源于Mn²⁺、Cu²⁺的d壳层电子与S2-的p壳层电子的超交换作用,通过调节Mn²⁺、Cu²⁺掺杂比例可调控纳米线的光、磁性质。2.为进一步拓宽ZnS基纳米材料发光光谱范围,利用溶剂热法制备ZnS:TM²⁺纳米结构,当溶剂为水和乙醇时制备得到Zn_0.99-xCd_xMn_0.01S量子点,当溶剂为水和乙二胺时制备得到zn1-xcdxs,zn0.99-xcdxmn0.01s以及zn0.99-xcdxcu0.01s纳米棒,并系统研究其结构、形貌和光学性质。结果表明随着cd²⁺掺杂浓度的增加,zn0.99-xcdxmn0.01s量子点和zn1-xcdxs纳米棒中zn、s缺陷态发射峰强度降低,cd空位、cds近带边发射峰强度升高,因此调节cd的掺杂浓度即可调控zn0.99-xcdxmn0.01s量子点和zn1-xcdxs的光学性质。向zn1-xcdxs纳米棒中掺入mn²⁺（1%）或cu²⁺（1%）离子后,随着cd²⁺掺杂浓度的增加,样品均由纤锌矿zns结构转变成纤锌矿cds结构,mn²⁺离子的掺入使zn0.99-xcdxmn0.01s纳米棒结晶质量提高,样品具有强的来源于mn²⁺离子4t1-6a1跃迁的橙黄光发射,且无缺陷态发射。cu²⁺离子的掺入促使zn0.09cd0.9cu0.01s纳米棒形成结晶质量高的同轴zn0.09cd0.9cu0.01s/zns核壳结构,位于509.6nm处的本征近带边发射强度提高3倍,这种单色性好、发光强度高的黄、绿光的获得可为制备下一代电子显示器和白光固态照明设备奠定材料基础。3.为实现zns基纳米材料在生物领域中的应用,利用st?ber法制备zns:mn²⁺纳米线/fe3o4量子点/sio2光、磁、水溶纳米复合材料,尺寸为10-18nm,分别利用巯基乙酸、柠檬酸对zns:mn²⁺纳米线和fe3o4量子点进行表面修饰,实现纳米线和量子点之间的有效连接,解决了fe3o4对zns:mn²⁺的荧光猝灭效应,大大提高了样品的发光效率。复合材料的发光强度在正硅酸乙酯的水解时间为5小时时最高,但超顺磁性随正硅酸乙酯水解时间的增加而减小。在紫外灯照射下,样品具有橙黄光发射、水溶性及磁靶向性,因此可作为荧光标记及药物靶标材料。4.利用反相微乳液法制备zns:mn²⁺（3%）qds/sio2纳米复合材料,利用自由基聚合的方法制备zns:mn²⁺qdsfe3o4qds/sio2/pnipaam光、磁温敏纳米复合材料,并对其结构、形貌及光、磁性质进行研究。结果表明,zns:mn²⁺（3%）qds/sio2纳米复合材料单分散性好,尺寸均一,且绝大多数sio2纳米粒子中都包含一个量子点,包覆前后纳米材料的量子产率分别为34.5%和22.4%,hela细胞在zns:mn²⁺（3%）qds/sio2的使用浓度高达500μg/ml时仍具有88.5%的细胞活性,因此zns:mn²⁺（3%）qds/sio2纳米复合材料具有优异的光学性质及生物相容性,是较好的生物标记试剂;zns:mn²⁺qdsfe3o4qds/sio2/pnipaam纳米复合材料的尺寸约为200nm,且具有灵敏的温度开光效应和优异的光、磁性质。这种具有紫外发光、超顺磁性和水溶性的温敏型纳米复合材料可作为药物载体,有望实现对药物的定点、定时释放,在癌症的早期诊断和治疗领域展现出了巨大的应用前景。