文 献 综 述

1.1 引言

材料的发展与人类社会的进程密切相关。人类的时代变迁更一度以材料命名。对已知材料的深入研究和新型材料的积极探索,与社会形态的更迭和人类社会的生活质量密切相关。各类新材料的发展和应用成为人类社会有力的推动力。毫不夸张的说，新型材料的科研水平和产业化量级已成为考量一个国家竞争力的重要标尺。最近几年来，生物医学迅速发展，量子点的研究非常活跃，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相对环保的化合物中提取量子点。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，在生物医学等领域拥有广泛的发展前景[1]。

1.2荧光碳量子点的特性

碳量子点(carbon dots，CDs)，又称碳点或者碳纳米点，是一类尺寸在10 纳米以下的新型碳纳米材料，是一种类球形的碳颗粒。相较于金属量子点材料，碳量子点几乎是无毒的，对环境危害很小。碳量子点最突出的一个特点就是具有光致发光特性，通俗来说，具有良好水溶性的碳量子点在光照下，其自身会发出明亮的荧光。荧光碳量子点作为新型碳量子点，具有独特的荧光性质、低毒性、光稳定性、电子转移性质和耐化学性[2]。

1.3碳量子点的研究进展

碳量子点(carbon dots)作为一种新兴的碳纳米材料，优良的特性引起了科研人员的兴趣。2004年，Xu等人[3]在纯化单壁碳纳米管时偶然发现了一种碳纳米材料，这种材料具有优异的荧光性能，即之后被定义为碳量子点的一类发光物质。与传统的半导体量子点相比，碳量子点主要成分为C，H，O和N等元素，不含任何重金属元素，因此表现出优异的生物相容性和环境友好性。另外，碳量子点具有稳定的荧光特性，激发波长相关性以及易于表面功能化等优点，因而在近几年来得到长足的发展。目前，许多课题组致力于碳量子点的研究，主要集中于三方面的内容：探索光物理行为的产生机制、寻求简便有效的合成方法以及开发新型的应用。

1.3.1碳量子点制备方法

随着碳量子点逐步引起越来越多的科研人员的注意，并总结出了最为主流的两种发法：一是是从上到下的合成方法主要包括电弧放电、激光剥蚀、电化学氧化和水热法等；二是从下到上的合成方法，包括燃烧法和热解法等，这种方法的特点是要选择合适的含碳前驱物。一般来讲，用这两种方法合成的水溶性碳量子点表面含有羧基，需要进一步借助离心、透析或电泳等分离手段得到水溶性高效荧光碳量子点。

1.3.1.1超声波合成法

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