一、碳量子点概述概述 1.1 碳量子点 碳量子点（CDs），又被称作碳点，是一类粒径一般小于10 nm的、单分散的、类似球状的荧光碳纳米材料，其大多具有sp2杂化碳的骨架结构，表面还带有大量的含氧基团，使碳点具有良好的水溶性和易于进一步在其表面修饰功能化的特点。

碳点，作为碳纳米材料家族的新成员，除了具有较高的载流子迁移率、化学稳定性、良好的热学以及环境友好性、价格低廉等优势之外，还表现出耐光漂白、低毒性、反应条件温和等实验优点，而且还拥有发射波长可调控、大的双光子吸收截面、良好的光稳定性、荧光强度高、无光闪烁、在光激发下可发射近红外荧光等荧光性能。

因此，碳点在生命科学研究、环境检测、光电器件、光催化等各个领域都有着前所未有的应用前景。

作为一类崭新的纳米材料，碳点已经逐渐成为众多研究者关注的热点，在碳点的制备和应用方面的研究都取得了巨大的进步。

近年来，研究者一直在不断地探索改善碳量子点性能的方法。

其中，在碳量子点的碳网格中引入含N原子，即可调整碳纳米材料的本质特性，还能提高光学性质，甚至得到令人意想不到的结果。

所以，氮原子掺杂碳量子点在拓展碳量子点的应用领域方面起着十分关键的作用。

研究者发现碳量子点经过化学掺杂异原子后，可有效的调节整个共轭平面的电荷密度与带宽能隙，还能改变电子的流动密度和电子跃迁的方式，从而实现调控碳量子点的光电性能并拓展到各个领域中的应用研究[10]。

由于N原子方电负性比C原子大，对共轭体系的极化很有利，从而会影响产物的理化性质。

碳点经过氮原子掺杂后，由于N的钝化效应，使得碳量子点表现出较高的量子产率、多活性位点、良好的选择性等优越的特性。