文献综述

第一章 引言

碳量子点（C-dots）是一种尺寸小于10 nm的新型碳纳米材料，在2004年通过电泳净化单壁碳纳米管首次获得[1]。碳量子点因其优良、丰富和廉价的特性已经成为碳纳米家族中一颗升起的新星。通常，碳是一种黑色物质，并且直到最近都一直被认为是低溶解度和弱荧光性的。但是，微小的碳量子点最近之所以能够吸引这么广泛的关注，主要原因在于它有很强的荧光性，为此被称为#8220;荧光碳#8221;。

在过去的几年中，在碳量子点的合成、特性和应用的研究上都取得了很大进展。核磁共振(NMR)测试结果显示,碳量子点中的碳原子是蜡烛烟灰在没有饱和sp3杂化碳原子存在的条件下，被sp2杂化的衍生物，这表明碳量子点是共轭系体系[2]。强烈且可调的荧光（PL）碳量子点，在能源和催化领域有着重要且广泛的应用。

比起传统的半导体量子点(QDs)和有机染料,荧光碳量子点具备高水溶性、强化学惰性、易于功能化、高耐光漂白、低毒性和良好的生物相容性。因此，同样有很多的研究致力于它在生物标记、生物成像和药物输送上的潜在应用。特别吸引人并有意义的是，最近发现的碳量子点在近红外(NIR)光谱区域，在NIR光激发下可显示荧光发散。碳量子点受NIR激发而显示的近NIR 荧光对生物体内研究意义重大。

碳量子点发出的荧光在溶液中可以被电子受体或电子供体分子有效地猝灭, 这表明光激发的碳量子点是优良的电子给体和电子受体。碳量子点有趣的光诱导电子转移特性为光能量转换、光伏设备及相关应用提供了广阔前景。

碳量子点的独特发光特性，使其在光催化、生物成像、光电工程、传感器和表面增强的拉曼散射(SERS,图1)等方面有着潜在的应用可能。

图1 具有独特性能的碳点在光催化、生物成像、光电工程、传感器和表面增强的拉曼散射中具有很大潜在应用。

第二章 合成、结构和尺寸效应

2.1 合成方法