发光碳点（CD）通常被定义为表面钝化的小碳纳米颗粒（尺寸小于10nm），其具有明亮的荧光，表面钝化对其荧光性质至关重要。CD作为一种新型碳材料出现为碳纳米材料的科学技术开辟了一个令人兴奋的新领域，并且近年来引起了越来越多的关注。由于它们具有多样的物理化学性质和有利的属性，例如量子限制效应和丰富的表面缺陷，CD及其衍生的杂化物在能量转换和储存领域中显示出令人兴奋和不可或缺的前景。
大连理工大学Jieshan Qiu课题组全面总结了CD的分类和结构，提出并分析了CD结构工程的三种策略，包括尺寸和结晶度的调整，以及表面改性和杂原子掺杂的方法，重点是相关CD的合成方法、结构和性质之间的关系。并系统综述了CD在能源应用的最新进展，包括光电和电催化、发光二极管、光伏电池、锂/钠离子电池和超级电容器。最后，讨论并概述未来CD的主要挑战和机遇。
根据不同的碳核，CD可以主要分为三种类型：石墨烯量子点（GQD），碳纳米点（CND）和聚合物点（PD）。单层GQD（s-GQDs）具有一层石墨烯碎片作为其碳核，而多层GQD（m-GQD）具有石墨纳米晶体结构。CND是准球形碳纳米颗粒，没有明显的晶格，其主要由sp2/sp3碳或无定形碳以及嵌入的sp2-杂化的纳米晶体区域组成。PD是衍生自线性聚合物或单体的聚集或交联的聚合物纳米颗粒。
CD的多样性主要归因于碳前体和合成策略的多样性。合成CD的方法一般可分为两大类：自上而下和自下而上的方法。自上而下的方法涉及“打破”更大的碳结构（石墨，石墨烯，碳纳米管，炭黑，煤） 等，在苛刻和强烈的条件下，例如电弧放电，激光烧蚀，电化学蚀刻或化学氧化，成为较小的纳米尺寸。相比之下，自下而上的方法在相对容易和温和的条件下从小分子或聚合物前体合成CD，例如水热处理，超声波反应，微波辅助热解等。自上而下的方法有利于合成CDs 高结晶度和完整结构，而自下而上的方法偶尔会产生具有无定形碳核和丰富的掺杂位点和表面官能团的CD。
Chao Hu, Mingyu Li, Jieshan Qiu, Ya-Ping Sund, Design and fabrication of carbon dots for energy conversion and storage. Chem. Soc. Rev., 2019.
DOI: 10.1039/C8CS00750K
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c8cs00750k#!divAbstract