Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2025, выпуск 2 » Статья стр. 232
<<<>>>
Этапы синтеза углеродных точек из лимонной кислоты и этилендиамина: ИК-спектроскопия
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда, №23-72-01042
Вервальд А.М. 1, Лаптинский К.А. 2, Хмелева М.Ю. 1, Доленко Т.А. 1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (физический факультет), Москва, Россия
2Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В.Скобельцына, Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва, Россия
Email: alexey.vervald@physics.msu.ru
Поступила в редакцию: 30 сентября 2024 г.
В окончательной редакции: 30 сентября 2024 г.
Принята к печати: 30 сентября 2024 г.
Выставление онлайн: 31 января 2025 г.
PDF версия
Углеродные точки, синтезируемые гидротермальным методом из лимонной кислоты и этилендиамина, имеют квантовый выход люминесценции, существенно зависящий от условий синтеза и при определенных параметрах синтеза достигающий более 90%. Для выяснения причин зависимости оптических свойств углеродных точек от параметров синтеза необходимо понимать, как при этом меняется их структура. С этой целью исследовалась взаимосвязь структурных изменений и оптических свойств углеродных точек на различных этапах их гидротермального синтеза из смеси лимонной кислоты и этилендиамина в соотношении 1:1, достигнутых за 3 h синтеза при изменяющейся температуре от 80 до 200 oC с шагом 20 oC. Были определены температурные границы этапов синтеза углеродных точек и изменений их структурных и оптических свойств: начало синтеза люминесцирующих структур; этап активной дегидратации и карбонизации углеродных точек с сопутствующим ростом количества как люминесцирующих, так и нелюминесцирующих хромофорных структур; продолжение карбонизации, ведущее к постепенному разрушению люминесцирующих структур. Проанализировано изменение химических связей в продуктах реакции в процессе синтеза по мере увеличения температуры. Ключевые слова: фотолюминесценция, люминофоры, спектроскопия, гидротермальный синтез.
  1. X. Xu, R. Ray, Y. Gu, H.J. Ploehn, L. Gearheart, K. Raker, W.A. Scrivens. J. Am. Chem. Soc., 126, 12736 (2004). DOI: 10.1021/ja040082h
  2. S. Zhu, Y. Song, X. Zhao, J. Shao, J. Zhang, B. Yang. Nano Res., 8, 355 (2015). DOI: 10.1007/s12274-014-0644-3
  3. C. Xia, S. Zhu, T. Feng, M. Yang, B. Yang. Adv. Sci., 6, 1901316 (2019). DOI: 10.1002/advs.201901316
  4. D. Ozyurt, M.A. Kobaisi, R.K. Hocking, B. Fox. Carbon Trends, 12, 100276 (2023). DOI: 10.1016/j.cartre.2023.100276
  5. H. Liu, X. Zhong, Q. Pan, Y. Zhang, W. Deng, G. Zou, H. Hou, X. Ji. Coord. Chem. Rev., 498, 215468 (2024). DOI: 10.1016/j.ccr.2023.215468
  6. N.A. Nazibudin, M.F. Zainuddin, C.A.C. Abdullah. J. Adv. Res. Fluid Mech. Therm. Sci., 101, 192 (2023). DOI: 10.37934/arfmts.101.1.192206
  7. M.A. Sk, A. Ananthanarayanan, L. Huang, K.H. Lim, P. Chen. J. Mater. Chem. C, 2, 6954 (2014). DOI: 10.1039/C4TC01191K
  8. Y. Zhang, R. Yuan, M. He, G. Hu, J. Jiang, T. Xu, L. Zhou, W. Chen, W. Xiang, X. Liang. Nanoscale, 9, 17849 (2017). DOI: 10.1039/C7NR05363K
  9. H. Zhang, J. You, J. Wang, X. Dong, R. Guan, D. Cao. Dyes Pigm., 173, 107950 (2020). DOI: 10.1016/j.dyepig.2019.107950
  10. X.-J. Xu, S. Ge, D.-Q. Li, Z.-Q. Xu, E.-J. Wang, S.-M. Wang. Chin. J. Anal. Chem., 50, 103 (2022). DOI: 10.1016/j.cjac.2021.09.005
  11. A.M. Vervald, K.A. Laptinskiy, G.N. Chugreeva, S.A. Burikov, T.A. Dolenko. J. Phys. Chem. C, 127, 21617 (2023). DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c05231
  12. М.Ю. Хмелева, К.А. Лаптинский, Т.А. Доленко. Опт. и спектр., 131, 797 (2023). DOI: 10.61011/JTF.2025.02.59713.280-24 [M.Yu. Khmeleva, K.A. Laptinskiy, T.A. Dolenko. Opt. Spectr., 6, 752 (2023). DOI: 10.61011/JTF.2025.02.59713.280-24]
  13. А.М. Vervald, А.D. Salekhov, Т.А. Dolenko. J. Sib. Fed. Univ. Math. Phys., 15 (6), 710 (2022). DOI: 10.17516/1997-1397-2022-15-6-710-717
  14. M. Jorns, D. Pappas. Nanomater., 11, 1448 (2021). DOI: 10.3390/nano11061448
  15. B.D. Mansuriya, Z. Altintas. Nanomater., 11, 2525 (2021). DOI: 10.3390/nano11102525
  16. N.A.S. Omar, Y.W. Fen, R. Irmawati, H.S. Hashim, N.S.M. Ramdzan, N.I.M. Fauzi. Nanomater., 12, 2365 (2022). DOI: 10.3390/nano12142365
  17. J. Ren, L. Malfatti, P. Innocenzi. C, 7, 2 (2020). DOI: 10.3390/c7010002
  18. D. Qu, M. Zheng, L. Zhang, H. Zhao, Z. Xie, X. Jing, R.E. Haddad, H. Fan, Z. Sun. Sci. Rep., 4, 5294 (2014). DOI: 10.1038/srep05294
  19. Y. Song, S. Zhu, S. Zhang, Y. Fu, L. Wang, X. Zhao, B. Yang. J. Mater. Chem. C, 3, 5976 (2015). DOI: 10.1039/C5TC00813A
  20. S. Zhu, Q. Meng, L. Wang, J. Zhang, Y. Song, H. Jin, K. Zhang, H. Sun, H. Wang, B. Yang. Angew. Chem. Int. Ed., 52, 3953 (2013). DOI: 10.1002/anie.201300519
  21. M. Zhang, X. Long, Y. Ma, S. Wu. Opt. Mater., 135, 113311 (2023). DOI: 10.1016/j.optmat.2022.113311
  22. P. Duan, B. Zhi, L. Coburn, C.L. Haynes, K. Schmidt-Rohr. Magn. Reson. Chem., 58, 1130 (2020). DOI: 10.1002/mrc.4985
  23. J. Manioudakis, F. Victoria, C.A. Thompson, L. Brown, M. Movsum, R. Lucifero, R. Naccache. J. Mater. Chem. C, 7, 853 (2019). DOI: 10.1039/C8TC04821E
  24. S. Rodri guez-Varillas, T. Fontanil, A.J. Obaya, A. Fernandez-Gonzalez, C. Murru, R. Badi a-La. Appl. Sci., 12, 773 (2022). DOI: 10.3390/app12020773
  25. N. Papaioannou, M.-M. Titirici, A. Sapelkin. ACS Omega, 4, 21658 (2019). DOI: 10.1021/acsomega.9b01798
  26. S. Tao, T. Feng, C. Zheng, S. Zhu, B. Yang, J. Phys. Chem. Lett., 10, 5182 (2019). DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b01384
  27. Y. Hu, J. Yang, J. Tian, J.-S. Yu. J. Mater. Chem. B, 3, 5608 (2015). DOI: 10.1039/C5TB01005E
  28. L. Ai, Y. Yang, B. Wang, J. Chang, Z. Tang, B. Yang, S. Lu. Sci. Bull., 66, 839 (2021). DOI: 10.1016/j.scib.2020.12.015
  29. А.М. Вервальд, К.А. Лаптинский, М.Ю. Хмелева, Т.А. Доленко. Опт. и спектр., 132 (3), 11 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2025.02.59713.280-24
  30. J.R. Lakowicz. ed. Principles of Fluorescence Spectroscopy (Springer, US, 2006), DOI: 10.1007/978-0-387-46312-4
  31. A.M. Vervald, A.V. Lachko, O.S. Kudryavtsev, O.A. Shenderova, S.V. Kuznetsov, I.I. Vlasov, T.A. Dolenko. J. Phys. Chem. C, 125, 18247 (2021). DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c03331
  32. D.J. Pochapski, C. Carvalho dos Santos, G.W. Leite, S.H. Pulcinelli, C.V. Santilli. Langmuir, 37, 13379 (2021). DOI: 10.1021/acs.langmuir.1c02056
  33. T. Fiuza, G. Gomide, A.F.C. Campos, F. Messina. J. Depeyrot, C, 5, 74 (2019). DOI: 10.3390/c5040074
  34. A.N. Emam, S.A. Loutfy, A.A. Mostafa, H. Awad, M.B. Mohamed. RSC Adv., 7, 23502 (2017). DOI: 10.1039/C7RA01423F
  35. G. Socrates. Infrared and Raman Characteristic Group Frequencies: Tables and Charts. 3rd ed. (University of West London, Middlesex, UK., 2001)
  36. R. Ludmerczki, S. Mura, C.M. Carbonaro, I.M. Mandity, M. Carraro, N. Senes, S. Garroni, G. Granozzi, L. Calvillo, S. Marras, L. Malfatti, P. Innocenzi. Chem. Eur. J., 25, 11963 (2019). DOI: 10.1002/chem.201902497
  37. B.C. Smith. Spectroscopy, 31 (11), 28 (2016)

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme