سنتز نقاط کربنی اصلاح‌ شده تک مرحله‌ای با روش ریزموج

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده تجهیزات و فناوریهای انتظامی، پژوهشگاه علوم انتظامی و مطالعات اجتماعی ناجا

2 دانشجوی دکتری تخصصی شیمی معدنی، گروه شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

10.22036/cr.2023.328310.1170

چکیده

نقاط کربنی، نانوذرات شبه کروی هستند که نسبت به دگرشکلهای کربن ( نانولوله های کربنی، کربن فعال، گرافنها و فولرنها) رفتار متفاوتی نشان میدهند و دارای ویژگی های اپتوالکترونیکی جالب و قابل توجهی هستند. نقاط کربنی به علت داشتن عناصر بی ضرر در ساختارشان (دوست دار محیط زیست)، سمیت پایین، حساسیت بالا و پایدار، پاسخ دهی سریع و قیمت ارزان نسبت به دیگر نانوذرات کوانتومی، توجهات بسیاری را به خود جلب نموده است. شرایط و روش سنتزی نقاط کربنی نقش اساسی در کیفیت آن ها داشته و باعث بهبود خواص محصول نهایی خواهد شد. در این پژوهش برای اولین بار، نقاط کربنی اصلاح شده با گروه های عاملی فعال در یک مرحله با استفاده از روش ریزموج سنتز می گردند. نقاط کربنی سنتز شده توسط تکنیک های دستگاهی مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت و وجود گروههای نیتروژن و اکسیژنی در سطح و ساختار کربن دات سنتز شده تایید گردید. این ترکیب دارای جذب پهن در محدوده 200 تا حدود 500 می باشد و همچنین دارای نشر در تهیج های مختلف با طول موج های نشر متفاوت می باشد. طول موج تهیج 365 نانومتر دارای نشر قوی در طول موج حدود 436 نانومتر می باشد. اندازه نقاط کربنی سنتز شده حدود 20 نانومتر است.

چکیده تصویری

سنتز نقاط کربنی اصلاح‌ شده تک مرحله‌ای با روش ریزموج

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synthesis of modified carbon dot by microwave method

نویسندگان [English]

  • Ali Roostaie 1
  • mohammad Mahdavi 2
  • Reza Haddad 1
1 Policing Sciences and Social Studies Institute
2 PhD Student in Inorganic Chemistry, Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Chemistry, Razi University, Kermanshah, Iran
چکیده [English]

Carbon dots are spherical nanoparticles that behave differently from other carbon allotropes (carbon nanotubes, activated carbon, graphenes, and fullerenes) and have interesting and significant optoelectronic properties. Carbon dots have attracted a lot of attention due to their harmless elements in their structure (environmentally friendly), low toxicity, high and stable sensitivity, fast response and cheap price compared to other quantum nanoparticles.Conditions and synthetic methods of carbon dots have an essential role in their quality and will improve the properties of the final product. In this study, for the first time, modified carbon dots with active functional groups are synthesized in one step using the microwave method. The synthesized carbon dot was evaluated by instrumental techniques and the presence of nitrogen and oxygen groups in the surface and structure of the synthesized carbon dot was confirmed. The excitation wavelength of 365 nm has a strong emission in the wavelength of about 436 nm. The size of the synthesized carbon dot is about 20 nanometers. Using devices such as UV-Vis, scanning electron microscope (SEM) and transient electron microscopy (TEM), the presence of gold nanoparticles synthesized by red apple peel extract was investigated.
The results show that gold nanoparticles prepared using red apple peel extract have a size of 13-20 nm, spherical morphology and good dispersion that are stable for a long time.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carbon dot
  • microwave
  • surface modification
  • fluorescence
  • component ratio

مراجع

  1. Abarca A, Abbas S, Abdelah M, Abdel-Fattah L, Abd-El-Fattah M, Abdel-Mottaleb M, et al. Atkosar, Z. 339 Aubry, A.-F. 501 Aweeka, FT 309 Badwan, AA 483, 893 Bahrami, G. 353. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2001;25:1041-5.
  2. Jiang C, Wang J, He F. Spectrofluorimetric determination of trace amounts of molybdenum in pig liver and mussels. Analytica chimica acta. 2001;439:307-13.
  3. Hidalgo FJ, Delgado RM, Zamora R. Role of mercaptans on acrylamide elimination. Food chemistry. 2010;122:596-601.
  4. Gerion D, Pinaud F, Williams SC, Parak WJ, Zanchet D, Weiss S, et al. Synthesis and properties of biocompatible water-soluble silica-coated CdSe/ZnS semiconductor quantum dots. The Journal of Physical Chemistry B. 2001;105:8861-71.
  5. Wakaizumi M, Yamamoto H, Fujimoto N, Ozeki K. Acrylamide degradation by filamentous fungi used in food and beverage industries. Journal of bioscience and bioengineering. 2009;108:391-3.

6.Tsoi, K.M., Dai, Q., Alman, B.A., Chan, W.C., "Are quantum dots toxic? Exploring the

discrepancy between cell culture and animal studies", Accounts of chemical research, 46, 3,

2013, , PP 662‐671 .

  1. Wu, T., Tang, M., "Toxicity of quantum dots on respiratory system", Inhalation Toxicology, 26, 2, 2014, PP 128‐139 .
  2. Wang, Y., Hu, R ,.Lin, G., Roy, I., Yong, K.‐T., "Functionalized Quantum Dots for Biosensing and Bioimaging and Concerns on Toxicity", ACS Applied Materials & Interfaces, 5, 8, 2013, PP 2786‐2799 .
  3. Bonner, J.C., "Carbon nanotubes as delivery systems for respiratory disease: do the dangers outweigh the potential benefits?", Expert Review of Respiratory Medicine, 5, 6, 2011, PP 779‐787 .
  4. Brunetti, V., Chibli, H., Fiammengo, R., Galeone, A., Malvindi, M.A., Vecchio, G., Cingolani, R., Nadeau, J.L., Pompa, P.P., "InP/ZnS as a safer alternative to CdSe/ZnS core/shell quantum dots: in vitro and in vivo toxicity assessment", Nanoscale, 5, 1, 2013, PP 307‐317 .
  5. Chibli, H., Carlini, L., Park, S., Dimitrijevic, N.M., Nadeau, J.L., "Cytotoxicity of InP/ZnS quantum dots related to reactive oxygen species generation", Nanoscale, 3, 6, 2011, 2552‐ 2559 .
  6. Chen Y, Wu Y, Weng B, Wang B, Li C. Facile synthesis of nitrogen and sulfur co-doped carbon dots and application for Fe (III) ions detection and cell imaging. Sensors and Actuators B: Chemical. 2016;223:689-96.
  7. Yang Z, Xu M, Liu Y, He F, Gao F, Su Y, et al. Nitrogen-doped, carbon-rich, highly photoluminescent carbon dots from ammonium citrate. Nanoscale. 2014;6:1890-5.
  8. Baker, S.N., Baker, G.A., "Luminescent Carbon Nanodots: Emergent Nanolights", Angewandte Chemie International Edition, 49, 38, 2010, 6726-6744 .
  9. Hu, S. L., Niu, K. Y., Sun, J., Yang, J., Zhao, N. Q., Du, X. W., "One step synthesis of

fluorescent carbon nanoparticles by laser irradiation", Journal of Materials Chemistry, 19, 4,

2009, 484-488 .

  1. Peng, H., Travas Sejdic, J., "Simple Aqueous Solution Route to Luminescent Carbogenic Dots from Carbohydrates", Chemistry of Materials, 21, 23, 2009, 5563-5565 .
  2. Zheng, L., Chi, Y., Dong, Y., Lin, J., Wang, B., "Electrochemiluminescence of Water-Soluble Carbon Nanocrystals Released Electrochemically from Graphite", Journal of the American Chemical Society, 131, 13, 2009, 4564-4565 .
  3. Liu, H., Ye, T., Mao, C., "Fluorescent Carbon Nanoparticles Derived from Candle Soot",Angewandte Chemie International Edition, 46, 34, 2007, PP 6473-6475 .
  4. Essner, J.B., Laber, C.H., Baker, G.A., "Carbon dot reduced bimetallic nanoparticles: size and surface plasmon resonance tunability for enhanced catalytic applications", J. Mater. Chem. A, 3, 31, 2015 ,PP 16354-16360 .
  5. Zhu, H., Wang, X., Li, Y., Wang, Z., Yang, F., Yang, X., "Microwave synthesis of fluorescent carbon nanoparticles with electrochemiluminescence properties", Chem. Commun., 34, 2009, 5118-5120 .

 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 05 اردیبهشت 1401
  • تاریخ بازنگری: 04 دی 1401
  • تاریخ پذیرش: 24 دی 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار