碳量子点作为一种新型碳纳米材料，自被发现以来，因其光学性质、良好的生物相容性及易于合成等优点，在多个领域展现出应用潜力。然而，原始碳量子点的性能往往存在一定局限性，难以满足复杂应用场景的需求。通过表面修饰，可以对碳量子点的物理化学性质进行有效调控，拓展其应用范围。因此，研究碳量子点的表面修饰策略及其对性能的影响具有重要的科学意义和应用价值。

（一）共价修饰

1. 羧基化修饰

利用强酸对碳量子点进行氧化处理，可在其表面引入羧基。羧基的引入不仅增加了碳量子点的水溶性，还为后续的共价连接提供了活性位点。例如，通过羧基与胺基的缩合反应，可以将具有特定功能的分子（如荧光染料、生物分子等）连接到碳量子点表面，从而实现对碳量子点的功能化。

2. 氨基化修饰

将碳量子点与含有氨基的化合物（如乙二胺、多巴胺等）反应，可在其表面引入氨基。氨基化后的碳量子点具有正电荷，能够与带负电荷的物质发生静电相互作用，同时也可用于与其他分子进行共价连接。在生物医学领域，氨基化碳量子点可用于与细胞表面的负电荷基团结合，实现细胞成像和靶向作用。

3. 聚合物修饰

通过共价键将聚合物连接到碳量子点表面，可改善其分散性和稳定性。聚合物修饰还能赋予碳量子点新的性能，如聚乙二醇修饰的碳量子点具有良好的生物相容性和长循环特性，在化合物传递系统中具有重要应用。  

（二）非共价修饰

1. π-π 堆积修饰

利用碳量子点表面的共轭结构与具有 π-π 共轭体系的分子（如芘、卟啉等）之间的 π-π 堆积作用，实现对碳量子点的表面修饰。这种修饰方式不会破坏碳量子点的原有结构，且能有效地改善其光学性能。例如，芘修饰的碳量子点在荧光传感器中表现出对特定分子的高选择性识别能力。

2. 静电吸附修饰

基于碳量子点表面电荷与带相反电荷分子之间的静电相互作用进行修饰。例如，带正电荷的阳离子表面活性剂可以通过静电吸附在带负电荷的碳量子点表面，形成稳定的复合物。这种修饰方法可用于调节碳量子点的表面性质，如改变其亲疏水性和分散性。

3. 氢键修饰

利用碳量子点表面的羟基、羧基等基团与含有氢键供体或受体的分子之间形成氢键，实现表面修饰。氢键修饰能够在一定程度上调控碳量子点的性能，且具有温和、可逆的特点。在某些情况下，氢键修饰还可用于构建具有刺激响应性的碳量子点体系。