综述：碳量子点的综合洞察：合成策略与多领域应用

（编辑推荐）本综述系统梳理了碳量子点（CQDs）的合成策略与跨领域应用，涵盖电弧放电（arc discharge）、水热法（hydrothermal）等合成技术，及其在光催化、光伏（perovskite solar cells）、生物传感（biosensors）和靶向给药（drug delivery）中的突破性进展，为环境、能源与生物医学研究提供前沿视角。

　　

Abstract

碳量子点（Carbon Quantum Dots, CQDs）作为零维（0D）碳基纳米材料，凭借高光致发光（photoluminescence）、低细胞毒性等特性成为研究热点。其合成策略分为自上而下（top-down）与自下而上（bottom-up）两类：前者包括电弧放电、电化学氧化（electrochemical oxidation）和激光烧蚀（laser ablation），后者则涉及水热/溶剂热法（solvothermal）、微波辅助合成及热分解。绿色合成路线（green synthesis）采用天然前体，契合可持续发展目标。

合成与修饰

异质原子掺杂（heteroatom doping）和表面功能化可精准调控CQDs的电子结构与光学性能。例如，氮掺杂显著增强其光催化活性，而羧基修饰提升水溶性与生物相容性。

多领域应用

光催化与能源：CQDs在可见光驱动的污染物降解中表现优异，并作为电子传输层提升钙钛矿太阳能电池（perovskite solar cells, PSCs）效率。
生物医学：基于CQDs的荧光探针可实现高灵敏度葡萄糖检测（biosensors），其载药系统（drug delivery）能靶向肿瘤微环境。

表征技术

透射电镜（TEM）揭示CQDs的粒径分布（2–10 nm），紫外-可见光谱（UV–Vis）和荧光光谱（PL）分析其光学特性，X射线衍射（XRD）与拉曼光谱（Raman）则解析碳核结晶度。

展望

CQDs在环境修复、柔性电子和诊疗一体化中的潜力亟待挖掘，但规模化生产与长期毒性评估仍是挑战。