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Citric Acid Based Carbon Dots with Amine Type Stabilizers: pHSpecific

  • We report the synthesis and spectroscopic characteristics of two different sets of carbon dots (CDs) formed by hydrothermal reaction between citric acid and polyethylenimine (PEI) or 2,3-diaminopyridine (DAP). Although the formation of amide-based species and the presence of citrazinic acid type derivates assumed to be responsible for a blue emission is confirmed for both CDs by elemental analysis, infrared spectroscopy, and mass spectrometry, a higher abundance of sp2-hybridized nitrogen is observed for DAP-based CDs, which causes a red-shift of the n-π* absorption band relative to the one of PEI-based CDs. These CD Systems possess high photoluminescence quantum yields (QY) of ∼40% and ∼48% at neutral pH, demonstrating a possible tuning of the optical properties by the amine precursor. pH-Dependent spectroscopic studies revealed a drop in QY to < 9% (pH ∼ 1) and < 21% (pH ∼ 12) for both types of CDs under acidic and basic conditions. In contrast, significant differences in theWe report the synthesis and spectroscopic characteristics of two different sets of carbon dots (CDs) formed by hydrothermal reaction between citric acid and polyethylenimine (PEI) or 2,3-diaminopyridine (DAP). Although the formation of amide-based species and the presence of citrazinic acid type derivates assumed to be responsible for a blue emission is confirmed for both CDs by elemental analysis, infrared spectroscopy, and mass spectrometry, a higher abundance of sp2-hybridized nitrogen is observed for DAP-based CDs, which causes a red-shift of the n-π* absorption band relative to the one of PEI-based CDs. These CD Systems possess high photoluminescence quantum yields (QY) of ∼40% and ∼48% at neutral pH, demonstrating a possible tuning of the optical properties by the amine precursor. pH-Dependent spectroscopic studies revealed a drop in QY to < 9% (pH ∼ 1) and < 21% (pH ∼ 12) for both types of CDs under acidic and basic conditions. In contrast, significant differences in the pHdependency of the n-π* transitions are found for both CD types which are ascribed to different (de)protonation sequences of the CD-specific fluorophores and functional groups using Zeta potential analysis.zeige mehrzeige weniger

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  • FM_JPC C 2020_Citric Acid Based Carbon Dots with Amine Type Characteristics.pdf
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Autor*innen:F. Meyerhofer, F. Dissinger, Florian Weigert, J. Jungclaus, K. Müller-Caspary, S. R. Waldvogel, Ute Resch-GengerORCiD, T. Voss
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):ACS Publications
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
Verlag:American Chemical Society
Jahrgang/Band:124
Ausgabe/Heft:16
Erste Seite:8894
Letzte Seite:8904
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:C-dot; Carbon dot; Fluorescence; Fluorescent probe; IR; Ligand; MS; Nano; Particle; Polymer; Quantum yield; Surface group analysis; Synthesis
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Material
DOI:10.1021/acs.jpcc.9b11732
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:27.05.2020
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:27.05.2020
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