综述：绿色化学合成碳点及其在污染物治理与环境保护中的应用

这篇综述系统评估了碳点（CDs）的绿色合成路径及其环境应用，创新性地基于绿色化学12项原则提出量化评分体系（满足9项即可判定为绿色合成），全面梳理了CDs在污染物传感（荧光/电化学）、吸附、高级氧化工艺（AOPs）降解、膜技术及抗菌等领域的应用，为开发可持续环境修复技术提供了策略性指导。

　　

绿色化学合成碳点及其环境应用全景

引言
碳点（CDs）作为直径小于10 nm的碳基纳米颗粒，凭借紫外强吸收、高水分散性及可调荧光发射等特性，成为环境修复领域的新星。然而研究发现，光照射下CDs会产生活性氧（ROS）导致自身降解，产生小于3 kD的分子，可能抑制HeLa等细胞系生长。有趣的是，环境中存在的有机污染物可优先与ROS反应，从而降低CDs的生态风险，这一发现为CDs的安全应用提供了关键依据。

绿色合成评估体系
针对当前"绿色合成"概念滥用问题，本文首创基于绿色化学12原则的评分系统。例如，传统Fe³⁺/H₂O₂切割氧化石墨烯（GO）的方法因可能残留腐蚀性FeCl₃而受到质疑。研究强调需全流程评估，包括前体制备（推荐使用EIA分类的生物质）、合成过程（避免强酸如HNO₃）及纯化步骤。微波辅助法和水热法因能耗低、溶剂环保成为优选方案。

环境修复应用
传感技术
CDs的荧光猝灭效应使其成为重金属离子的超敏探针，对Hg²⁺检测限达0.3 nM，远超传统方法。电化学传感器中CDs修饰电极可将酚类物质氧化过电位降低0.3 V。

污染物处理
在吸附领域，氨基功能化CDs对Cr(VI)的吸附容量达398 mg/g。催化方面，CDs在可见光下产生活性氧（•OH、¹O₂），对双酚A的降解效率达92%。更巧妙的是，CDs与H₂O₂构建的类芬顿体系能在宽pH范围内降解抗生素。

抗菌膜技术
负载CDs的聚砜膜对大肠杆菌抑菌率超过99%，水通量提升2倍，突破传统抗菌剂易流失的瓶颈。CDs的抗真菌机制独特，通过破坏真菌细胞膜麦角固醇合成途径抑制生长。

产业化推进策略
提出三步走方案：实验室优化→中试放大（建议采用连续流反应器）→工程应用。特别指出CDs与现有水处理工艺（如活性污泥法）的兼容性测试是产业化的关键突破口。

展望
未来研究应聚焦三个维度：开发标准化绿色合成评价工具包，建立CDs环境归趋数据库，探索CDs-微生物协同处理系统。正如文中所强调，只有贯穿"设计-合成-应用-回收"全生命周期的绿色化，才能真正释放CDs的环境修复潜力。