Chemical Journal of Chinese Universities

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Research Progress on the Mechanism， Synthesis and Application of Solid-state Luminescent Carbon Dots

PAN Zhuohan, AI Lin, LU Siyu

Chem J Chin Univ, 2025, 46(06): 1-15. DOI: 10.7503/cjcu20250081

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Fig.1 Mechanism diagram of multicolor solid⁃state luminescent CDs^[16] Copyright 2023， Elsevier.
Fig.2 Surface functional groups of CDs(A)^[19], element doping of CDs(B)^[20] and electrochemical methods to regulate PL for the functionalization of the surface of CDs(C)^[21] （A） Copyright 2023， American Chemical Society；（B） Copyright 2014， the Royal Society of Chemistry；（C） Copyright 2023， the Royal Society of Chemistry.
Fig.4 Controlling the degree of crosslinking by the molecular structure of the precursor(A)^[27] and the coating matrix(B)^[28] （A） Copyright 2022， Springer Nature；（B） Copyright 2022， John Wiley & Sons， Inc.
Fig.5 Synthesis of AIE CDs using DTSA(A)^[38], piperazine and trimellitic acid(B)^[39], oPD and PMDA(C)^[40] as diverse precursors （A） Copyright 2019， Springer Nature；（B） Copyright 2023， John Wiley & Sons， Inc.；（C） Copyright 2023， Elsevier.
Fig.6 Synthesis of SSF CDs coated with PVK(A)^[42], cyanuric acid(B)^[43], boric acid(C)^[44], SiO₂(D)^[45], ZIF⁃8(E)^[46] and inorganic salt(F)^[47] matrix （A） Copyright 2021， John Wiley & Sons， Inc.；（B） Copyright 2025， John Wiley & Sons， Inc.；（C） Copyright 2024， John Wiley & Sons， Inc.；（D） Copyright 2025， Elsevier；（E） Copyright 2024， Elsevier；（F） Copyright 2021， American Chemical Society.
Fig.7 Synthesis of SSF CDs by multicolor solid⁃state luminescent CDs(A)^[48], heteroatom doping(B)^[49] and regulation of surface ligand configuration(C)^[50] （A） Copyright 2022， John Wiley & Sons， Inc.；（B） Copyright 2021， Elsevier；（C） Copyright 2023， John Wiley & Sons， Inc.
Fig.8 Synthesis of self⁃crosslinking, matrix⁃free RTP CDs^[51] Copyright 2022， the Royal Society of Chemistry.
Fig.9 Synthesis of RTP CDs from different matrices Matrix：（A） Boric acid^［52］；（B） SiO₂ ^［53］；（C） NaOH^［54］；（D） urea^［55］. （A） Copyright 2025， Elsevier；（B） Copyright 2024， Elsevier；（C） Copyright 2023， John Wiley & Sons， Inc.；（D） Copyright 2024， John Wiley & Sons， Inc.
Fig.10 Composite matrix(A)^[56] and multiple functional groups(B)^[57] provide multiple confinement effects to synthesize RTP CDs （A） Copyright 2024， American Chemical Society；（B） Copyright 2025， Elsevier.
Fig.11 “Top⁃down” method to adjust the content of the receptor functional group(A)^[60] and the degree of oxidation of the surface functional group(B)^[61] and “Bottom⁃Up” method for heteroatom doping(C)^[62] and conjugate rigid structure(D)^[63] to obtain TADF CDs （A） Copyright 2024， Elsevier；（B） Copyright 2022， John Wiley & Sons， Inc.；（C） Copyright 2025， John Wiley & Sons， Inc.；（D） Copyright 2022， American Chemical Society.
Fig.12 CDs fluorescent inks for anti⁃counterfeiting printing(A)^[36], time⁃resolved phosphorescent CDs(B)^[64] and temperature⁃responsive CDs(C)^[65] for information encryption （A） Copyright 2024， Springer Nature；（B） Copyright 2025， John Wiley & Sons， Inc.；（C） Copyright 2024， John Wiley & Sons， Inc.
Fig.13 CDs for photoluminescent LEDs(A)^[66], electroluminescent LEDs(B)^[67] and RTP CDs for emergency indicators(C)^[68] （A） Copyright 2022， Elsevier；（B） Copyright 2024， John Wiley & Sons， Inc.；（C） Copyright 2022， Springer Nature.
Fig.14 Ultraviolet CDs(A)^[69] and Red CDs(B)^[48] for planting LED （A） Copyright 2022， John Wiley & Sons， Inc.；（B） Copyright 2022， John Wiley & Sons， Inc.
Fig.16 AIE CDs for zebrafish imaging(A)^[72], RTP CDs for in vivo imaging(B)^[55] and long afterglow CDs(C)^[73] for in vivo imaging in mice （A） Copyright 2024， Elsevier；（B） Copyright 2024， John Wiley & Sons， Inc.；（C） Copyright 2024， Springer Nature.
Fig.17 RTP CDs for antimicrobial therapy(A)^[74] and tumor SDT therapy(B)^[75] （A） Copyright 2022， Springer Nature；（B） Copyright 2022， Springer Nature.

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