荧光碳量子点是一类尺寸小于10nm的类球形碳基纳米材料，具有制备简易、光学和表面性质可调、生物相容性优异等优良特性，广泛应用于生物传感器、生物成像、药物输送、发光器件和光催化领域。但是，多数碳量子点在聚集态由于粒子间相互作用会产生能量转移、表面电子跃迁和碳核间π–π相互作用等非辐射跃迁方式，使得本身在溶液相中具有荧光特性的碳量子点在聚集态时发生荧光猝灭，这种现象被称为聚集诱导荧光猝灭效应(ACQ)。

聚集诱导荧光猝灭（ACQ）效应的存在使得碳量子点在固态发光领域的发展受到了限制，合成自身具有抗ACQ效应的固态发光碳量子点引起了研究者的广泛关注，并得到了快速发展。

固态发光碳量子点的制备方法

根据文献Recent advancements of solid-state emissive carbon dots: A review报道，目前研究人员开发的固态发光碳量子点的合成方法包括间接和直接制备。

• 间接制备

  间接制备可以通过吸附、嵌入和包覆将已经形成的碳量子点分散到适当的基质中，或者通过设计碳量子点表面使其具有适当的空间位阻或电荷分布来获得固态发光碳量子点。这两种方法都依赖于碳量子点颗粒分散或表面工程来实现足够的距离减弱ACQ效应。

  
  

• 直接制备

  直接制备主要通过原位分散、原位表面工程或形成具有AIE特征的碳量子点，可以一步获得固态发光碳量子点。值得一提的是，通过原位分散或表面工程直接合成固态发光碳量子点的基本原理类似于间接制备，因此它们也面临着充分分散和有效发光顾此失彼的困境；而AIE碳量子点不受这些挑战的影响，具有较好的前景。

固态发光碳量子点的性质和应用

• 良好的稳定性

  与仅在液体分散状态下发射的碳量子点相比，由于分散剂的保护作用，固态发光碳量子点在恶劣环境（如高温、高湿度）下通常表现出更好的化学稳定性（如耐酸碱）和物理稳定性。

  
  

• 高荧光效率

  由于结合能的增加和内振动的降低，固态发光碳量子点的荧光效率通常高于常规碳量子点。

  
  

• 易于加工与储存

  与液体或液体分散体（常规碳量子点）相比，固体粉末（固态发光碳量子点）更易于加工和储存。

• 
  

由于固态发光碳量子点克服了ACQ效应，因此拓宽了其在固态发光领域的应用范围，在常规碳量子点无法满足的各个领域得到了广泛的应用，包括光电子器件（如发光二极管、发光太阳聚光器、太阳能电池)、光传输器件、多模式信息加密、条带传感、压力传感、指纹识别以及紫外线屏蔽等。

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聚集诱导发光碳量子点

不同发光颜色的聚集诱导发光碳量子点粉末在365nm紫外灯下发光照片

（从左到右分别是红光、橙光、黄光、绿光）

聚集诱导发光（AIE）碳量子点 红光

XF355

外观：红色粉末

尺寸：2-10nm（HRTEM）

发光：红光

AIE碳量子点-红光在365nm紫外灯下发光照片

（分散剂：乙酸，溶剂：乙醇+水）

自左到右：水含量为 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%

聚集诱导发光（AIE）碳量子点 橙光

XF356

外观：橙色粉末

尺寸：2-10nm（HRTEM）

发光：橙光

AIE碳量子点-橙光在365nm紫外灯下发光照片

（分散剂：乙酸，溶剂：乙醇+水）

自左到右：水含量为 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%

聚集诱导发光（AIE）碳量子点 黄光

XF357

外观：黄色粉末

尺寸：2-10nm（HRTEM）

发光：黄光

AIE碳量子点-黄光在365nm紫外灯下发光照片

（分散剂：乙酸，溶剂：乙醇+水）

自左到右：水含量为 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%

聚集诱导发光（AIE）碳量子点 绿光

XF358

外观：黄色粉末

尺寸：2-10nm（HRTEM）

发光：绿光

AIE碳量子点-绿光在365nm紫外灯下发光照片

（分散剂：乙酸，溶剂：乙醇+水）

自左到右：水含量为 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%

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