碳量子点简介.
碳量子点 蓝光 紫外
碳量子点蓝光紫外碳量子点（Carbon Quantum Dots）是一种由碳原子组成的纳米颗粒，具有独特的光电特性。
本文将围绕碳量子点在蓝光和紫外光领域的应用展开讨论。
一、碳量子点在蓝光领域的应用蓝光（Blue Light）是指波长在380-500纳米之间的可见光，具有较高的能量和强烈的刺激性。
碳量子点在蓝光领域的应用主要集中在显示技术和生物医学领域。
1.1 显示技术碳量子点因其优异的荧光性能和可调控的光电性质，在显示技术中具有广阔的应用前景。
与传统的有机荧光材料相比，碳量子点具有更高的亮度、更长的寿命和更好的稳定性。
通过调节碳量子点的粒径和表面修饰，可以实现对荧光颜色和发射波长的精确控制，为蓝光显示器件的设计提供了新思路。
1.2 生物医学领域在生物医学领域，蓝光可以用于光动力疗法、荧光成像和生物标记等应用。
碳量子点作为一种新型的荧光探针，具有较高的量子产率和较低的细胞毒性，在生物标记和荧光成像中显示出巨大的潜力。
此外，碳量子点还可以通过改变其表面性质，实现对生物分子的高选择性和高灵敏度检测，为生物传感器的设计提供了新的途径。
二、碳量子点在紫外光领域的应用紫外光（Ultraviolet Light）是指波长在10-400纳米之间的电磁波，具有较高的能量和强烈的杀菌性。
碳量子点在紫外光领域的应用主要涉及杀菌消毒、光催化和光电子器件等方面。
2.1 杀菌消毒紫外光具有较强的杀菌能力，可以破坏细菌、病毒和真菌的DNA结构，从而有效地杀灭病原体。
碳量子点作为一种新型的紫外光敏材料，具有较高的光量子效率和较长的寿命，可以用于开发高效的紫外光杀菌消毒技术。
2.2 光催化光催化是利用光能激发催化剂表面的电子从而实现化学反应的过程。
碳量子点由于其独特的能带结构和高比表面积，在光催化领域显示出巨大的潜力。
通过调控碳量子点的能带结构和表面性质，可以实现对光催化反应速率和选择性的调控，为高效的光催化材料的设计提供了新思路。
碳量子点
小结
5
碳量子点是纳米材料领域中非常受关注的材料，通过电化学合成方法，以简单的材料来源，
低廉的制作成本，合成的简单快速，比传统量子点优越的性能，低的细胞毒性，良好的生物 相容性，环境友好型等优点，被大家广泛的研究。我们需要对碳量子点的发光机理做更深入
的研究，正因为碳量子点的相比较传统的半导体纳米晶体的优点，碳量子点将在生物的研究，
合成方法5
模板法是通过在模板上合成碳量 子点，防止碳量子点在高温处理过程 中发生聚集和团聚。？Liu等利用表面 活性剂修饰后的氧化硅球作为反应的 支撑模板，在模板的表面上做嵌段共 聚反应。
合成方法6
Zhou等首先报道了电化学合成碳量子点的方法。电 化学法制备碳量子点是利用RST电化学工作站进行电化学 线性扫描循环伏安法扫描。用三电极体系（银电极为参 比电极，石墨棒分别作为对电极和工作电极）对溶液中 的石墨棒进行电化学扫描的方法。反应过程中，溶液由 无色慢慢变成淡黄色再到暗黄色，然后对溶液进行离心 和透析处理，变得到水溶性的淡黄色的碳量子点溶液。
碳量子点的光学性质优良，稳定性高，荧光量子产率高、荧光寿命长。
合成方法
3
碳量子点由于具有相对较高的量子产率以及更小的尺寸被认为是最有前途的材料。可以通过激光销蚀石墨，羧 化作用的碳纳米管或蜡烛灰烬的羧化作用,和质子束照射纳米金刚石来制备。尽管纳米金刚石具有低的细胞毒性 和不易光褪色的优良性质，但它的粒子太大，直径100纳米，并且成本高昂，这些原因限制了碳纳米金刚石的 使用。具有良好的结构的碳量子点具有非常好的性质，合成碳量子点的方法有如下几种：
电弧法
激光剥蚀法
燃烧-水热法
微波法
模板合成法
电化学合成法
合成方法1
Xu等人无意中合成了碳量子点，是合成碳量子点最 早的报道。 通过电弧法合成碳纳米管，将炭灰加入到硝酸溶液中， 结果获得了带有羧酸根的碳量子点，增加了其水溶性， 然后用氢氧化钠溶液进行萃取，再对获得的黑色悬浊液 进行凝胶电泳操作，获得碳纳米材料和碳量子点。 碳量子点根据尺寸分有三种尺寸，分别发出不同的 荧光。这是一种常用的量子点合成方法，在特制的密闭 反应器中，采用特定溶剂作为反应体系，再将反应介质 加热到（或接近）超临界温度。该法优点是操作简单， 所用原料毒性小、价格低，且制得的颗粒细小均匀，尺 寸可控，但是，所得量子点的荧光产率低，尺寸分布较 大。
碳量子点综述
碳量子点综述胡东旭 2014级环境工程卓越班 201475050112摘要:碳量子点(CQDs, C-dots or CDs)是一种新型的碳纳米材料，尺寸在10 nm以下，具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化和抗光漂白性、光稳定性等优异性能，是碳纳米家族中的一颗闪亮的明星。
最近几年的研究报道了各种方法制备的CQDs在生物医学、光催化、光电子、传感等领域中都有重要的应用价值。
这篇综述主要总结了关于CQDs的最近的发展，介绍了CQDs的合成方法、物理化学性质以及在生物医学、光催化、环境检测等领域的应用。
1 引言在过去的20年间，鉴于量子点特殊的性质，尤其是量子点相对于有机染料而言，容易调节的光学性质和抗光降解性质，使量子点得到了广泛的关注。
如果量子点可以克服造价昂贵、合成条件严格和众所周知的高毒性等缺点，则有望广泛地应用于生物传感和上物成像领域。
最近几年，量子点的研究非常活跃，尤其是关于它在生物和医学中的应用。
量子点一般是从铅、镉和硅的混合物中提取出来的，但是这些材料一般有毒，对环境也有危害。
所以科学家们开始在一些良性化合物中提取量子点。
因此，很多的研究均围绕着合成毒性更低的其它材料量子点来进行，这些替代材料的碳量子点，如硅纳米粒子、碳量子点均具有优异的光学性质。
相对金属量子点而言，碳量子点无毒害作用，对环境的危害很小，制备成本低廉。
它的研究代表了发光纳米粒子研究进入了一个新的阶段。
2 碳量子点的合成大多数的碳量子点主要是由无定形的碳到晶化的碳核组成的以sp2杂化为主的碳，碳量子点的晶格间距和石墨碳或者无定形层状碳的结构一致。
如果没有其他修饰试剂的修饰碳量子点表面会含有一些含氧基团，而含氧基团的多少和种类与实验条件相关。
发光碳量子点的合成方法可以分为两大类（图一），化学法和物理法。
图一碳量子点的制备方法2.1化学法2.1.1电化学法Zhou利用离子液体辅助电解高纯石墨棒和高温热解纯定向石墨(HOPG)于离子液体和水溶液中，通过控制离子了液体中水的含量得到不同荧光性质的荧光纳米粒子、纳米带、石墨等产物。
cds碳量子点
cds碳量子点摘要：1.碳量子点的简介2.碳量子点的性质和应用3.碳量子点的研究现状与前景正文：碳量子点（Carbon Quantum Dots，简称CQDs）是一种由碳原子组成的纳米材料，具有粒径大小在1-100nm 之间的特点。
自2004 年首次发现以来，碳量子点因其独特的物理和化学性质，以及在各个领域的广泛应用潜力，受到了科研界和工业界的广泛关注。
1.碳量子点的简介碳量子点的主要成分是碳，其结构与石墨烯类似，都是由层层堆叠的碳原子构成。
不同于石墨烯的是，碳量子点的每一层碳原子并非紧密排列，而是以六角形晶格结构分散在一个较大的空间内。
这使得碳量子点具有较高的表面活性，能够与其他物质发生化学反应。
2.碳量子点的性质和应用碳量子点具有以下几种特性：（1）良好的光稳定性：碳量子点在光照条件下不易分解，具有较长的发光寿命；（2）高的量子产率：碳量子点的发光效率较高，有利于提高显示器件的性能；（3）可调谐的发射波长：通过改变碳量子点的尺寸，可以实现发射波长的调节；（4）生物相容性：碳量子点具有较好的生物相容性，可用于生物成像和生物传感等领域。
碳量子点在以下领域具有广泛的应用前景：（1）显示技术：碳量子点可以用于制造高性能的显示器件，如OLED、QLED 等；（2）生物成像：碳量子点可用于生物体内成像，帮助研究生物分子和细胞的活动；（3）生物传感：碳量子点可通过与生物分子结合实现对特定目标物的检测；（4）能源：碳量子点可作为催化剂，促进光催化和电催化反应，提高能源转换效率。
3.碳量子点的研究现状与前景尽管碳量子点在过去的十几年里取得了显著的研究进展，但仍然存在一些挑战，如合成方法的选择性、发光机理的探究、规模化生产等问题。
为了推动碳量子点的研究与应用，科学家们正努力解决这些问题，并不断拓展碳量子点在新领域的应用。
总之，碳量子点作为一种具有独特性质的纳米材料，在诸多领域具有广泛的应用潜力。
碳量子点+太阳能电池
碳量子点+太阳能电池
碳量子点（Carbon Quantum Dots，简称CQDs）是一种由碳元素组成的纳米颗粒，其尺寸一般在1-10纳米之间。
太阳能电池是一种将光能转化为电能的设备。
使用碳量子点结合太阳能电池可以有以下应用和优势：
1.光吸收增强：碳量子点具有较高的吸光度，可以扩展太阳
能电池对光的吸收范围，特别是在可见光和近紫外光谱范围内。
这可以提高太阳能电池的光电转换效率。
2.能带调控：碳量子点的能隙大小可以通过调节其尺寸和表
面官能团来实现。
确定恰当的能带结构对于太阳能电池中电子和空穴的分离和传输很关键。
碳量子点的能带调控可以帮助优化太阳能电池的性能。
3.光电催化：碳量子点在光电催化中也有应用潜力。
碳量子
点可以作为光敏剂，吸光后产生电子-空穴对，并促进催化反应，如水分解产氢。
4.稳定性和环保：与其他半导体材料相比，碳量子点具有较
高的稳定性和较低的毒性，符合环保要求。
虽然碳量子点在太阳能电池领域具有潜力，但目前仍需进行更多研究来优化其性能，并解决在太阳能电池中实际应用中的挑战，如电子传输效率、光稳定性和可扩展性等问题。
不过，结合碳量子点和太阳能电池是一种有希望的技术路线，有助于提高光电转换效率和推动可再生能源的应用。
碳量子点(cqds) 石墨炔量子点
碳量子点(cqds)是一种具有纳米尺度的碳基材料，具有优异的光电性能和化学稳定性，近年来受到了广泛关注。
其中，石墨炔量子点作为一种特殊的碳量子点，在光催化、光电器件、生物成像等领域展现出了巨大的应用潜力。
本文将从以下几个方面详细介绍碳量子点和石墨炔量子点的相关研究进展。
一、碳量子点的制备方法碳量子点的制备方法包括化学氧化方法、电化学法、微波辐射法、激光剥离法、等离子体法等多种途径。
其中，化学氧化方法是最为常见的制备方法之一，通过碳前体的酸碱处理、氧化剥离等步骤，可制备出具有一定量子效应的碳量子点。
二、石墨炔量子点的结构与性质石墨炔量子点具有类似于石墨炔结构的碳原子排列，拥有较小的带隙、较高的导电性和光催化活性。
石墨炔结构的引入使得石墨炔量子点在光电器件中表现出了良好的性能，同时在生物成像领域也表现出了巨大的潜力。
三、碳量子点在光催化中的应用碳量子点作为一种优异的光催化剂，可用于水分解、二氧化碳还原、有机污染物降解等反应。
石墨炔量子点在光催化中的应用研究表明，其具有较高的光催化活性和稳定性，为光催化反应的高效进行提供了可能。
四、石墨炔量子点在生物成像中的应用石墨炔量子点具有较好的生物相容性和荧光性能，被广泛应用于生物成像领域。
其在细胞标记、组织成像、药物传递等方面的应用研究成果丰硕，为生物医学领域的发展带来了新的机遇和挑战。
五、碳量子点的应用前景碳量子点及其衍生物在光电器件、生物成像、光催化等领域的广泛应用展现出了巨大的潜力，但也面临着制备方法简单化、性能稳定化、应用系统化等方面的挑战。
未来的研究方向将集中在碳量子点的制备与改性、性能调控与机制解析、应用拓展与产业化等方面，以期为碳量子点的应用提供更为坚实的基础和保障。
碳量子点和石墨炔量子点作为当前领域的研究热点，其在光电器件、生物成像、光催化等领域的应用前景广阔，但仍需加大基础研究和工程应用方面的投入，以推动碳量子点在相关领域的深入应用与开发。
希望本文的内容能为相关研究和应用工作提供一定的参考和借鉴，期待碳量子点在未来能够迎来更加灿烂的发展。
碳量子点综述
碳量子点综述胡东旭 2014级环境工程卓越班 201475050112摘要:碳量子点(CQDs, C-dots or CDs)是一种新型的碳纳米材料，尺寸在10 nm以下，具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化和抗光漂白性、光稳定性等优异性能，是碳纳米家族中的一颗闪亮的明星。
最近几年的研究报道了各种方法制备的CQDs在生物医学、光催化、光电子、传感等领域中都有重要的应用价值。
这篇综述主要总结了关于CQDs的最近的发展，介绍了CQDs的合成方法、物理化学性质以及在生物医学、光催化、环境检测等领域的应用。
1 引言在过去的20年间，鉴于量子点特殊的性质，尤其是量子点相对于有机染料而言，容易调节的光学性质和抗光降解性质，使量子点得到了广泛的关注。
如果量子点可以克服造价昂贵、合成条件严格和众所周知的高毒性等缺点，则有望广泛地应用于生物传感和上物成像领域。
最近几年，量子点的研究非常活跃，尤其是关于它在生物和医学中的应用。
量子点一般是从铅、镉和硅的混合物中提取出来的，但是这些材料一般有毒，对环境也有危害。
所以科学家们开始在一些良性化合物中提取量子点。
因此，很多的研究均围绕着合成毒性更低的其它材料量子点来进行，这些替代材料的碳量子点，如硅纳米粒子、碳量子点均具有优异的光学性质。
相对金属量子点而言，碳量子点无毒害作用，对环境的危害很小，制备成本低廉。
它的研究代表了发光纳米粒子研究进入了一个新的阶段。
2 碳量子点的合成大多数的碳量子点主要是由无定形的碳到晶化的碳核组成的以sp2杂化为主的碳，碳量子点的晶格间距和石墨碳或者无定形层状碳的结构一致。
如果没有其他修饰试剂的修饰碳量子点表面会含有一些含氧基团，而含氧基团的多少和种类与实验条件相关。
发光碳量子点的合成方法可以分为两大类（图一），化学法和物理法。
图一碳量子点的制备方法2.1化学法2.1.1电化学法Zhou利用离子液体辅助电解高纯石墨棒和高温热解纯定向石墨(HOPG)于离子液体和水溶液中，通过控制离子了液体中水的含量得到不同荧光性质的荧光纳米粒子、纳米带、石墨等产物。
双键修饰的碳量子点
双键修饰的碳量子点双键修饰的碳量子点是一种由碳原子组成的纳米材料，在其表面上修饰了双键功能基团。
碳量子点是一种尺寸小于10纳米的碳纳米结构，具有优异的光学、电子和化学性质。
通过在碳量子点表面引入双键修饰，可以进一步调控其性质，拓展其应用领域。
双键修饰的碳量子点具有以下特点和应用：1. 光电性能调控：双键修饰可以通过改变碳量子点的电子结构，调控其能带结构和能级分布，从而改变其光学和电子性质。
这对于光电器件、光催化和光传感等领域具有重要意义。
2. 化学反应活性增强：双键修饰的碳量子点表面具有较高的化学反应活性，能够与其他分子或纳米材料发生化学反应，进一步改变其表面性质和功能。
这对于催化剂、传感器和光电催化等应用具有潜在价值。
3. 生物医学应用：双键修饰的碳量子点具有较好的生物相容性和生物稳定性，可以作为生物成像、生物标记和药物传递等领域的重要材料。
双键修饰也可以增强碳量子点与生物分子之间的相互作用，提高生物活性。
总之，双键修饰的碳量子点是一种具有重要应用潜力的纳米材料，其独特的光电和化学性质使其在光电器件、催化、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
双键修饰的碳量子点是由碳原子组成的纳米材料，其表面上有双键（=C=）修饰。
双键修饰的碳量子点具有很高的化学活性和光电性能，因此被广泛应用于光催化、传感器、电子器件等领域。
双键修饰的碳量子点一般可以通过碳原子的化学修饰或掺杂来实现。
例如，通过在碳量子点表面引入含有双键的官能团，如炔基（-C≡C-）或芳香烃基团，可以实现双键修饰。
双键修饰可以改变碳量子点的能带结构和表面化学活性，提高其光催化活性、光电转换效率等性能。
双键修饰的碳量子点具有很高的载流子迁移率和光吸收能力，可以用于制备高效的太阳能电池、光电传感器等光电器件。
双键修饰还可以调控碳量子点表面的化学反应，使其具有很好的催化活性，用于催化剂、催化反应等领域。
总之，双键修饰的碳量子点具有很好的光电性能和化学活性，有着广泛的应用前景，特别是在能源转换和催化领域。
碳量子点简介
化学修饰碳量子点实现表面钝化
化学修饰碳量子点实现发光调控
不同温度下制备的氨基 化碳量子点水溶液
化学修饰碳量子点实现功能化应用
CQDs 和 N-CQDs 的透射电镜照片 （a）和（b）和尺寸分布图（c） 和（d）
碳量子点氨基化示意图
Adv Mater, 2012, 24:4569-4573. Phys Chem Chem Phys, 2012, 14:7360-7366.
电子受体修饰，产生负电场，能 带向上弯曲，反之，向下。
表面基团影响碳量子点带隙弯曲情况示意图
ACS Appl. Mater. Interfaces2015, 7, 8363−8376
一般认为尺寸、结构和表面态均会影响碳量子点的性 能，但是越来越多的研究表明，在一定尺寸和特定的 合成条件下，表面基团是影响碳量子点性能的关键因 素。目前关于表面基团对碳量子点性能的影响还没有 系统的认识和研究，所以通过制备表面含有不同基团 的碳量子点，较为系统的研究其对碳量子点性能的影 响对碳量子点的广泛应用具有极高的科研价值。
碳量子点结构示意图
制备碳量子点的方法通常分为两大类：自上而下法 和自下而上法。 自上而下法主要是通过物理 或化学方法将大尺寸的碳前 驱体（如石墨、石墨烯、碳 纳米管、碳纤维以及碳黑等） 切割成小尺寸的碳量子点， 主要包括电弧放电、激光刻 蚀、电化学氧化、化学氧化 和水热法等。
自下而上法是以小分子 作为前驱体，通过一系 列化学反应得到尺寸更 大的碳量子点，主要包 括热解法、微波法、燃 烧法以及溶液化学法等
现以基于半导体纳米材料及其复合材料 的传感器为例来说明光电化学传感器的 工作原理。 当受到能量大于或等于禁带宽度的光照 射时，半导体吸收相应能量的光子，产 生电子-空穴对（e--h+）。所产生的这个 光生电子和空穴，一种可能是再复合 （图 1A 中的 Kr 过程），另一种可能是 导带上的电子转移到外电路（图 1A 中的 Ke 过程）或者溶液中的电子受体上（图 1A 中的 Kc 过程），从而产生光电流， 如1A。 如果导带上的电子转移到电极上, 而同时 溶液中的电子供体又转移电子到价带的 空穴上, 则产生阳极光电流，如图 1B(a)； 相反，如果导带上的电子转移到溶液中 的电子受体上，同时电极上的电子转移 到价带的空穴上，则产生阴极光电流， 如图 1B(b)。然后使光生电子或空穴参与 有效信号产生的过程。
碳量子点 蓝光 紫外
碳量子点蓝光紫外碳量子点是一种新型的纳米材料，具有许多优异的性质和应用潜力。
其中，蓝光和紫外光的发射是碳量子点的重要特征之一。
本文将重点介绍碳量子点在蓝光和紫外光领域的应用及其相关特性。
首先，我们来了解一下碳量子点。
碳量子点是一种直径小于10纳米的碳纳米材料，其核心由几十至几百个碳原子组成。
这些碳原子形成了球形或椭圆形的结构，具有稳定的光学性能。
碳量子点可以通过不同的合成方法制备，如活性炭燃烧、碳纳米管分解和碳化合物高温石墨化等。
这些合成方法可以调控碳量子点的大小、形状和光学性质。
碳量子点的蓝光和紫外光发射是其最重要的特性之一。
碳量子点在紫外光照射下会发出蓝光的荧光，这一现象被称为溶胶-凝胶法制备的碳量子点的蓝光特性。
溶胶-凝胶法制备的碳量子点具有良好的光学性能和较窄的光谱宽度，使其在蓝光器件、生物荧光探针和显示技术等领域具有广泛的应用前景。
在蓝光领域，碳量子点被广泛用于蓝光发光二极管的制备。
由于碳量子点具有窄的发光光谱和高的发光效率，可以被用于提高蓝光发光二极管的色彩还原度和发光亮度。
此外，碳量子点的色散性能也能提高蓝光发射器件的调谐范围，使其在显示技术中有更多的应用场景。
在紫外光领域，碳量子点的应用也非常广泛。
首先，碳量子点可以被用作生物荧光探针。
由于其良好的生物相容性和高的荧光量子产率，碳量子点在细胞成像和分子探测等生物医学研究中具有巨大潜力。
其次，碳量子点还可以用于制备紫外光发光二极管。
紫外光发光二极管在污染检测、生化分析和通信等方面具有重要的应用价值，而碳量子点的高发光效率和稳定性使其成为理想的紫外光发光材料。
此外，碳量子点在光电转化、光催化和太阳能电池等领域也有广泛的应用。
其优异的光学性能和稳定性使其在光电器件中具有巨大的潜力。
例如，碳量子点可以用作光电转换材料，将光能转化为电能；它们还可以用作光催化剂，实现光催化反应的高效转化；此外，碳量子点还可以作为敏化剂用于染料敏化太阳能电池，并显著提高电池的光电转换效率。
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通过改变反应温度、氮源和氮源加入 顺序研究了氨基化过程中影响碳量子 点发光的因素，确定出了获得高发光 强度的氨基化碳量子点的最佳反应条
CQDs 和 N-CQDs 的光致发光谱和在自然光以 及紫外灯下的照片 （左边是 CQDs 溶液，右边是 N-CQDs 点溶 液。
碳量子点表面嫁接不同基团会影响其光致发光和 光催化行为。实验结果表明基团改性后 N-CQDs 荧光强度最强，几乎是 O-CQDs 和 Cl-CQDs 强度 的 15-40 倍，但催化效率最低。Cl-CQDs 的催化 效率最高，在 2 min 之内就可以完全降解亚甲基 蓝，随反应温度和氯化亚砜加入量的不同光催化 效率也不同 通过化学方法在碳量子点表面引入不同基团可以 调控其光致发光和光催化性能，这对今后碳量子 点复合材料的制备以及光的能量转化奠定了基础 。但各个基团在碳量子点表面存在的形式对其性 能的影响还需要进一步的研究
带隙弯曲方向与弯曲程度的理论推导 碳量子点表面有很多缺陷形成可见光带隙，这些能带将会不 断的从内部向表面移动，形成带隙弯曲。带隙弯曲诱发电势 会影响电子和空穴的分离效率，因此可以通过表面带隙弯曲 寻求表面基团与性能之间的关系。 导致表面带隙弯曲的原因主要来自表面原子分布和类型。 对于向下的弯曲，表面存在正电势，电子加剧移动到表面， 引起自由电子的增加，空穴的减少。对于向上的弯曲，表面 存在负电势，正电荷加速移动到表面，引起自由电子的减少 ，空穴的增加。碳量子点从内部到表面的带隙弯曲程度可以 通过光致发光来衡量。
碳量子点（CQDs）
碳量子点（CQDs）是以粒径小于10 nm的碳质骨架 和表面基团构成的荧光纳米材料。碳量子点具有毒 性小、生物相容性好、发光波长可调、易于功能化 等突出优势而备受关注 CQD具有的优势： 1.快速的光生电子传递 2.电子储存性能 3.良好的上转换光致发光能力 目前为止，在生物成像、荧光传 感、有机光伏、发光二极管和催 化领域表现出了潜在的应用价值。
1.结晶性质
2.光学性质 虽然到目前为止，碳量子点的发光机理仍然不明确， 存在诸多争议，但其发光性质具有一些基本特征。 如：发光具有尺寸和激发波长的依赖性，发光稳定、 无光漂白现象。此外，还发现碳量子点的发光具有 pH 依赖性，存在上转换发光和电化学发光现象 3.细胞毒性和生物兼容性
CQDs良好的上转换光致发光能力为全谱太阳光 的应用提供了新的思路及方向 但是，针对CQDs自身较弱的电子传输性能这一制 约其发展的关键性因素，研究人员立足于碳前驱 体源头创新，围绕CQDs的可控构筑、电子传输及 光催化有机物制备机理等开展了系统深入的研究
化学修饰碳量子点实现表面钝化
化学修饰碳量子点实现发光调控
不同温度下制备的氨基 化碳量子点水溶液
化学修饰碳量子点实现功能化应用
CQDs 和 N-CQDs 的透射电镜照片 （a）和（b）和尺寸分布图（c） 和（d）
碳量子点氨基化示意图
Adv Mater, 2012, 24:4569-4573. Phys Chem Chem Phys, 2012, 14:7360-7366.
Biosensors and Bioelectronics 81 (2016) 143–150
上转换发光，即:反-斯托克斯发光(Anti-Stokes)，由斯 托克斯定律而来。斯托克斯定律认为材料只能受到高 能量的光激发，发出低能量的光，换句话说，就是波 长短的频率高的激发出波长长的频率低的光。比如紫 外线激发发出可见光，或者蓝光激发出黄色光，或者 可见光激发出红外线。但是后来人们发现，其实有些 材料可以实现与上述定律正好相反的发光效果，于是 我们称其为反斯托克斯发光，又称上转换发光。
2006 年，克莱蒙森大学的孙亚平等第一次用激光刻蚀 方法合成出碳量子点 2007年，从蜡烛燃烧的烟灰中分离出尺寸小于 2 nm 的 具有不同发光的碳量子点。同年，以多壁碳纳米管为 原料通过电化学氧化制备出发蓝光的碳量子点 在此以后，人们发展了电化学氧化石墨，石墨烯，碳 纤维和碳黑制备碳量子点的新技术以及一系列新型的 制备方法。
主要内容
碳量子点研碳量子点制备方法
碳量子点的化学修饰
基于碳量子点的复合物
总结
碳量子点研究简史
1985 年报道了零维的碳纳米材料富勒烯 1991 年发现了一维的碳纳米管 2004 年制备出了具有二维结构的石墨烯。于此同时， 在 2004 年，Xu 等在纯化电弧放电制备单壁碳纳米管 过程中，首次观测到了发光的碳纳米粒子,亦称碳量子 点。
Chem.Soc.Rev.,2015,44, 362--381
碳量子点电子转移的机制 当一个具有能量的光子射入碳量子点时，其会产生光生电子-空 穴对,光激发产生的电子空穴对有两个主要变化结果： （1）激发态的电子经过热振动移动到激发态的最底端，然后回 到基态与空穴相结合，一部分发生辐射复合放出光子。(复合) （2）形成的空穴和电子被分离且分别迁移到碳量子点表面，它 们可以将吸附在碳量子点表面的羟基和水分子氧化成· OH，这 些小分子具有很强的氧化能力，可以降解有机物。(分离) 从上述光生电子、空穴的“去向”可以看出，如果想要增强碳 量子点发光强度，就需要增强电子空穴对的复合几率，而要提 高其光催化效率，需要促使光生电子和空穴对的有效分离。
碳量子点结构示意图
制备碳量子点的方法通常分为两大类：自上而下法 和自下而上法。 自上而下法主要是通过物理 或化学方法将大尺寸的碳前 驱体（如石墨、石墨烯、碳 纳米管、碳纤维以及碳黑等） 切割成小尺寸的碳量子点， 主要包括电弧放电、激光刻 蚀、电化学氧化、化学氧化 和水热法等。
自下而上法是以小分子 作为前驱体，通过一系 列化学反应得到尺寸更 大的碳量子点，主要包 括热解法、微波法、燃 烧法以及溶液化学法等
电子受体修饰，产生负电场，能 带向上弯曲，反之，向下。
表面基团影响碳量子点带隙弯曲情况示意图
ACS Appl. Mater. Interfaces2015, 7, 8363−8376