Dergiler / Türk Doğa ve Fen Dergisi / 2021 / Cilt: 10 - Sayı: 2

Hidrotermal Sentez Yöntemi ile N-Katkılı Karbon Kuantum Noktaları Sentezi ve Optik Özelliklerinin Araştırılması

Synthesis of N-Doped Carbon Quantum Dots by Hydrothermal Synthesis Method and Investigation of Optical Properties

Sayfa
206–211
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

N-katkılı karbon kuantum noktalarının yapısındaki amin grupları nedeniyle absorpsiyon pikinde kırmızıya kayma olduğu gözlemlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Karbon kuantum noktaları; biyouyumluluk, ayarlanabilir floresan özellikler, basit ve ekonomik sentez yöntemleri gibi avantajlarından dolayı son yıllarda popüler hale gelen karbon tabanlı bir nanomalzemedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:N-katkılı karbon kuantum noktalarının stabilitesi (1,10,15 ve 26. günlerde) ve pH bağımlı emisyon özellikleri araştırılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:N-katkılı karbon kuantum noktalarının yapısındaki amin grupları nedeniyle absorpsiyon pikinde kırmızıya kayma olduğu gözlemlenmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Karbon kuantum noktaları · dönüşümlü voltametri. · spektroskopi

Özet

Karbon kuantum noktaları; biyouyumluluk, ayarlanabilir floresan özellikler, basit ve ekonomik sentez yöntemleri gibi avantajlarından dolayı son yıllarda popüler hale gelen karbon tabanlı bir nanomalzemedir. Bu çalışmada mandalina suyu, soğan kabuğu ve etilendiamin kullanılarak hidrotermal sentez yöntemi ile N-katkılı karbon kuantum noktaları sentezi araştırılmıştır. Sentezlenen karbon kuantum noktalarının yapıları ve optik özellikleri fotolüminesans (PL), X-ray Difraktometresi (XRD), Kızılötesi (IR) ve UV-vis spektrometresi ile aydınlatılmıştır. Elektrokimyasal özellikleri ise dönüşümlü voltametri (CV) tekniği ile incelenmiştir. N-katkılı karbon kuantum noktalarının stabilitesi (1,10,15 ve 26. günlerde) ve pH bağımlı emisyon özellikleri araştırılmıştır. UV-vis spektrumunda 285 nm ve 347 nm’ de görülen pikler C=O ve C=N bağlarının varlığını kanıtlamıştır. N-katkılı karbon kuantum noktalarının yapısındaki amin grupları nedeniyle absorpsiyon pikinde kırmızıya kayma olduğu gözlemlenmiştir. XRD analizi sonucunda N katkılı karbon kuantum noktalarının amorf yapıda olduğu görüldü. N-katkılı karbon kuantum noktalarının FTIR spektrumu, sırasıyla 3240 ve 2923 cm-1' de N-H titreşim gerilmesini ve C-H bükülme piklerini gösterir. Yapıda görülen bu fonksiyonel gruplar, N-CQD'nin hidrojen bağı ile bağlandığını göstermiştir. 1574 cm-1 ve 1336 cm-1'de C=O titreşim uzama pikleri ve C-N titreşim uzama pikleri gözlenmektedir. Bir sonraki adımda N-CQD’lerin elektrokimyasal davranışı dönüşümlü voltametri tekniği ile incelenmiştir. Elektrot yüzeyinde madde (kütle) taşınımını anlamak ve netleştirmek için farklı tarama hızları (10-1000 mV/s) kullanılmıştır.

Abstract

Carbon quantum dots (CQDs); It is a carbon-based nanomaterial that has become popular in recent years due to its advantages such as biocompatibility, tunable fluorescent properties, simple and economical synthesis methods. In this study, synthesis of N-doped carbon quantum dots by hydrothermal synthesis method using tangerine juice, onion shell and ethylenediamine was investigated. The structures and optical properties of the synthesized carbon quantum dots were illuminated by photoluminescence (PL), X-ray Diffractometer (XRD), Infrared (IR) and UV-vis spectrometer. Electrochemical properties were examined by the cyclic voltammetry (CV) technique. The stability of N-doped carbon quantum dots (at 1st, 10th, 15th and 26th days) and pH-dependent emission properties were investigated. Peaks are seen at 285 nm and 347 nm in the UV-vis spectrum proved the presence of C=O and C=N bonds. It has been observed that there is a redshift in the absorption peak due to the amine groups in the structure of the N-doped carbon quantum dots. As a result of the XRD analysis, it was seen that the N-doped carbon quantum dots were in an amorphous structure. The FTIR spectrum of N-doped carbon quantum dots characteristic absorption bands of shows N-H vibration stretching and C-H bending peaks at 3240 and 2923 cm-1, respectively. These functional groups seen in the structure showed that N-CQD is bonded by hydrogen bond. In 1574 cm-1 and 1336 cm-1 C=O vibration stretching peaks and C-N vibration stretching peaks are observed. In the next step, the electrochemical properties of the carbon dots were examined by cyclic voltammetry technique. Different scanning rates (10-1000 mV/s) were used to understand and clarify the substance (mass) transport to the electrode surface.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

BAŞKAYA, S. K., ÇEŞME, M. (2021). Hidrotermal Sentez Yöntemi ile N-Katkılı Karbon Kuantum Noktaları Sentezi ve Optik Özelliklerinin Araştırılması. Türk Doğa ve Fen Dergisi, Cilt: 10 - Sayı: 2, 206–211. https://ajindex.com/articles/414069

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (12)

  1. Tejwan N, Saha SK, Das J. Multifaceted applications of green carbon dots synthesized from renewable sources. Adv Colloid Interface Sci 2019:102046.
  2. Wang X, Feng Y, Dong P, Huang J. A Mini Review on Carbon Quantum Dots: Preparation, Properties, and Electrocatalytic Application. Front Chem 2019;7.
  3. Das R, Bandyopadhyay R, Pramanik P. Carbon quantum dots from natural resource: A review. Mater Today Chem 2018;8:96–109.
  4. Chan KK, Yap SHK, Yong K-T. Biogreen Synthesis of Carbon Dots for Biotechnology and Nanomedicine Applications. Nano-Micro Lett 2018;10:72.
  5. Jayaweera S, Yin K, Hu X, Ng WJ. Fluorescent N/Al Co-Doped Carbon Dots from Cellulose Biomass for Sensitive Detection of Manganese (VII). J Fluoresc 2019.
  6. Kailasa SK, Ha S, Baek SH, Phan LMT, Kim S, Kwak K, et al. Tuning of carbon dots emission color for sensing of Fe 3+ ion and bioimaging applications. Mater Sci Eng C 2019;98:834–42.
  7. Prasannan A, Imae T. One-pot synthesis of fluorescent carbon dots from orange waste peels. Ind Eng Chem Res 2013;52:15673–8.
  8. Sciortino A, Cannizzo A, Messina F. Carbon Nanodots: A Review—From the Current Understanding of the Fundamental Photophysics to the Full Control of the Optical Response. C 2018.
  9. Woo J, Song Y, Ahn J, Kim H. Green one-pot preparation of carbon dots (CD)-embedded cellulose transparent film for Fe3+ indicator using ionic liquid. Cellulose 2020;27:4609–21.
  10. Molaei MJ. Principles, mechanisms, and application of carbon quantum dots in sensors: A review. Anal Methods 2020;12:1266–87.
  11. Liu L, Li Y, Zhan L, Liu Y, Huang C. One-step synthesis of fluorescent hydroxyls-coated carbon dots with hydrothermal reaction and its application to optical sensing of metal ions. Sci China Chem 2011;54:1342–7.
  12. Ahmadian-Fard-Fini S, Salavati-Niasari M, Ghanbari D. Hydrothermal green synthesis of magnetic Fe3O4-carbon dots by lemon and grape fruit extracts and as a photoluminescence sensor for detecting of E. coli bacteria. Spectrochim Acta - Part A Mol Biomol Spectrosc 2018;203:481–93. htt