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

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.

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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.3 Molecular state emission of IPCA(A)^[24] and 2⁃(dimethylamino) phenazine(B)^[25] （A） Copyright 2024， John Wiley & Sons， Inc.；（B） Copyright 2023， John Wiley & Sons， Inc.
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.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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