Preparation and characterization of carbon dots obtained from different low molar mass precursors
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Preparação e caracterização de pontos de carbono obtidos de diferentes precursores de baixa massa molar
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Resumo
Carbon dots (CDs) have attracted considerable attention in recent years, as they represent a relatively new class of carbon nanomaterials with interesting properties such as excellent water dispersibility, good biocompatibility, easy surface functionalization
and photoluminescence that can be tuned to different wavelength emissions. These carbon nanoparticles consist of quasispherical carbonaceous materials ranging in size normally from 2–10 nm, exhibiting sp3
-hybridized amorphous carbon containing small regions of sp2
-hybridized carbon atom. Because of their properties, the CDs can be applied in multiple potential
applications in different fields such as in biomedical, photocatalysis, data security and sensors.
In this work, CDs were prepared from different low molar mass precursors using hydrothermal carbonization. Firstly, a specific
amount of an aqueous solution of the carbon source (maleic or succinic acid) was added to an aqueous solution of one of the
nitrogen sources (p-phenylenediamine or ammonium citrate) to form a 1:1 molar ratio of carbon to nitrogen source in the reaction
mixture. The material was then transferred to an autoclave which was sealed and heated at 180°C for 8 h. Afterwards, the system
was cooled until room temperature and the CDs suspension was filtered through a 0.22 µm membrane. The sample obtained from
maleic acid and p-phenylenediamine was named MAPP whereas the sample obtained from succinic acid and ammonium citrate
was named SUAC. The CDs were characterized by different techniques including FTIR, UV-VIS, Fluorescence spectroscopy and
transmission electron microscopy (TEM).
Abstract
Os pontos de carbono (CDs) atraíram considerável atenção nos últimos anos, pois representam uma classe relativamente nova de nanomateriais de carbono com propriedades interessantes, como excelente dispersibilidade em água, boa biocompatibilidade, fácil funcionalização de superfície
e fotoluminescência que pode ser ajustada para diferentes emissões de comprimento de onda. Essas nanopartículas de carbono consistem em materiais carbonáceos quasisféricas variando em tamanho normalmente de 2–10 nm, exibindo carbono amorfo hibridizado sp3
contendo pequenas regiões de átomo de carbono hibridizado sp2
. Devido às suas propriedades, os CDs podem ser aplicados em múltiplas aplicações potenciais
em diferentes campos, como biomédica, fotocatálise, segurança de dados e sensores.
Neste trabalho, os CDs foram preparados a partir de diferentes precursores de baixa massa molar usando carbonização hidrotérmica. Primeiramente, uma quantidade específica
de uma solução aquosa da fonte de carbono (ácido maleico ou succínico) foi adicionada a uma solução aquosa de uma das
fontes de nitrogênio (p-fenilenodiamina ou citrato de amônio) para formar uma razão molar de 1:1 de carbono para fonte de nitrogênio na
mistura de reação. O material foi então transferido para uma autoclave que foi selada e aquecida a 180°C por 8 h. Depois, o sistema
foi resfriado até a temperatura ambiente e a suspensão de CDs foi filtrada através de uma membrana de 0,22 µm. A amostra obtida de
ácido maleico e p-fenilenodiamina foi denominada MAPP, enquanto a amostra obtida de ácido succínico e citrato de amônio
foi denominada SUAC. Os CDs foram caracterizados por diferentes técnicas, incluindo FTIR, UV-VIS, espectroscopia de fluorescência e
microscopia eletrônica de transmissão (TEM).
Assunto
Alteração Hidrotermal, Nanotecnologia, Carbonização
Palavras-chave
Hydrothermal alteration, Nanotechnology, Carbonization
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https://academic.oup.com/mam/article/29/Supplement_1/1255/7228574?login=true