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Zitieren Sie bitte immer diesen URN: urn:nbn:de:kobv:b43-472325

Influence of surface chemistry on optical, chemical and electronic properties of blue luminescent carbon dots

  • Carbon dots have attracted much attention due to their unique optical, chemical and electronic properties enabling a wide range of applications. The properties of carbon dots can be effectively adjusted through modifying their chemical composition. However, a major challenge remains in understanding the core and surface contributions to optical and electronic transitions. Here, three blue luminescent carbon dots with carboxyl, amino and hydroxyl groups were comprehensively characterized by UV-vis absorption and emission spectroscopy, synchrotron-based X-ray spectroscopy, and infrared spectroscopy. The influence of the surface functionality on their fluorescence was probed by pH-dependent photoluminescence measurements. Moreover, the hydrogen bonding interactions between water and the surface groups of carbon dots were characterized by infrared spectroscopy. Our results show that both core and surface electronic states of blue luminescent carbon dots contribute to electronic acceptorCarbon dots have attracted much attention due to their unique optical, chemical and electronic properties enabling a wide range of applications. The properties of carbon dots can be effectively adjusted through modifying their chemical composition. However, a major challenge remains in understanding the core and surface contributions to optical and electronic transitions. Here, three blue luminescent carbon dots with carboxyl, amino and hydroxyl groups were comprehensively characterized by UV-vis absorption and emission spectroscopy, synchrotron-based X-ray spectroscopy, and infrared spectroscopy. The influence of the surface functionality on their fluorescence was probed by pH-dependent photoluminescence measurements. Moreover, the hydrogen bonding interactions between water and the surface groups of carbon dots were characterized by infrared spectroscopy. Our results show that both core and surface electronic states of blue luminescent carbon dots contribute to electronic acceptor levels while the chemical nature of the surface groups determines the hydrogen bonding behavior of the carbon dots. This comprehensive spectroscopic study demonstrates that the surface chemistry has a profound influence on the electronic configuration and surface–water interaction of carbon dots, thus affecting their photoluminescence properties.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:J. Ren, Florian Weigert, F. Weber, Y. Wang, S. Choudhury, J. Xiao, I. Lauermann, Ute Resch-GengerORCiD, A. Bande, T. Petit
Persönliche Herausgeber*innen:Tristan Petit
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Nanoscale
Jahr der Erstveröffentlichung:2019
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:RSC
Jahrgang/Band:11
Ausgabe/Heft:4
Erste Seite:2056
Letzte Seite:2064
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Fluorescence; Quantum dots; Spectroscopy; Surface chemistry; UV Vis
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Umwelt
Umwelt / Umwelt-Material-Interaktionen
DOI:10.1039/c8nr08595a
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-472325
ISSN:2040-3372
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:22.01.2019
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:22.01.2019
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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