功能碳材料具有独特的物理和化学性质，在能源、催化和环境等领域有广阔的应用前景。功能碳材料的选控合成/制备和应用途经的拓展一直是国内外高度关注的一个学科前沿和热点。碳量子点是近年来发展起来的碳家族中一种明星级纳米碳材料。如何实现其价廉、可控及规模化的制备是一个富有挑战性的难题。

大连理工大学精细化工国家重点实验室邱介山教授领导的“能源材料化工”学术团队在煤基纳/微米碳材料研究的前期工作基础上，以价廉易得的煤炭为前驱体，基于化学氧化、电化学等分子剪裁技术策略，成功实现了煤基碳量子点的可控合成、表/界面调控和电催化性能的揭示(Small, 2014, 10,4926-4933; Chem. Commun., 2015, 51, 3419-3422; Carbon, 2015, 91, 291-297)；发展了以碳量子点为基底和结构导向剂、吸附-限域生长-硫化的全新技术方法，基于碳量子点与无机电催化剂硫化钴纳米片在FTO基底上的耦合策略，合成出具有较高催化活性的染料敏化太阳能电池对电极材料；以N719为染料，I3−/I−为氧化还原电对，实现了7.30% 的光电转换效率。

相关成果近期发表在Science China Materials 2016年第2期上。这一工作为拓展和深化整体性染料敏化太阳能电池对电极的设计和构筑提供了新的方法，亦为廉价、无需贵金属铂的无粘结剂电极材料的设计构筑提供了一个有效的新途径。

此工作得到了国家自然科学基金重点项目、优秀青年基金项目和中央高校基本科研业务费的支持。

原文链接:

http://mater.scichina.com/EN/10.1007/s40843-016-00121-2

http://link.springer.com/article/10.1007/s40843-016-0121-2