Синтез та дослідження вуглецевих наноточок та наночастинок із активованого вугілля
A brief literature review proves that nanosized fluorescent carbon materials are widely used. In particular, they are promising in biomedicine (due to biocompatibility – for example, for biovisualization); optoelectronics; as chemical fluorescent sensors for measuring the concentration of metals, pH...
Gespeichert in:
| Datum: | 2022 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/636 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-636 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-09-17T11:31:11Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
флуоресцентні нановуглематеріали ІЧ-спектроскопія МАЛДІ рентгеноструктурний аналіз фулереноподібний люмінесценція флуоресценція при 450 нм великі агрегати |
| spellingShingle |
флуоресцентні нановуглематеріали ІЧ-спектроскопія МАЛДІ рентгеноструктурний аналіз фулереноподібний люмінесценція флуоресценція при 450 нм великі агрегати Diamant, V. A. Lavrik, R. V. Starokadomsky, D. L. Gryn, S. V. Ogenko, V. M. Синтез та дослідження вуглецевих наноточок та наночастинок із активованого вугілля |
| topic_facet |
fluorescent nano-carbon materials IR spectroscopy MALDI X-ray structural fullerene-like luminescence fluorescence at 450 nm large aggregates флуоресцентні нановуглематеріали ІЧ-спектроскопія МАЛДІ рентгеноструктурний аналіз фулереноподібний люмінесценція флуоресценція при 450 нм великі агрегати |
| format |
Article |
| author |
Diamant, V. A. Lavrik, R. V. Starokadomsky, D. L. Gryn, S. V. Ogenko, V. M. |
| author_facet |
Diamant, V. A. Lavrik, R. V. Starokadomsky, D. L. Gryn, S. V. Ogenko, V. M. |
| author_sort |
Diamant, V. A. |
| title |
Синтез та дослідження вуглецевих наноточок та наночастинок із активованого вугілля |
| title_short |
Синтез та дослідження вуглецевих наноточок та наночастинок із активованого вугілля |
| title_full |
Синтез та дослідження вуглецевих наноточок та наночастинок із активованого вугілля |
| title_fullStr |
Синтез та дослідження вуглецевих наноточок та наночастинок із активованого вугілля |
| title_full_unstemmed |
Синтез та дослідження вуглецевих наноточок та наночастинок із активованого вугілля |
| title_sort |
синтез та дослідження вуглецевих наноточок та наночастинок із активованого вугілля |
| title_alt |
Synthesis and research of carbon nanodots and nanoparticles from activated carbon |
| description |
A brief literature review proves that nanosized fluorescent carbon materials are widely used. In particular, they are promising in biomedicine (due to biocompatibility – for example, for biovisualization); optoelectronics; as chemical fluorescent sensors for measuring the concentration of metals, pH, anions, organic substances and biomolecules; as markers for fingerprinting. This paper investigates carbon materials obtained by oxidation of activated carbon, which are similar in their optical characteristics to carbon nanotubes.The aim of this work was the synthesis of nanocarbon material from available chemical raw materials. As a prototype, the synthesis is based on the method of obtaining carbon weakly acid cation-exchange resin. The nanocarbon material is easily dispersed in water, forming stable colloidal solutions that exhibit luminescence in the blue-green region of the visible spectrum. According to the results of thermogravimetric analysis, the thermal destruction of surface functional groups was found. The nature of the functional groups on the surface of the carbon nanomaterial was based on the obtained data of infrared spectra. The purity of the samples was monitored by X-ray diffraction analysis of the powder. For the pure sample, only the amorphous carbon spectrum was observed, and for the crude, NaCl reflexes were observed. In the region of MALDI positive ions, clusters of molecular mass have been obtained, which may belong to fullerene-like carbon structures. We believe that the high signal intensity at m/z 44 indicates a significant number of carboxyl groups. For aqueous solutions, the luminescence spectrum was measured, on which blue-green fluorescence was observed. Excitation by radiation with a wavelength was chosen based on the results of preliminary measurements of the dependence of the emission intensity on the length of the excitatory radiation. The fluorescence spectrum shows a wide maximum at 450 nm, which is slightly shifted to the long-wavelength region after centrifugation of the sample and precipitation of large fractions. The method of dynamic light scattering shows that particles with a wide range of sizes are present in the solution, the maximum distribution occurs in relatively large units. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/636 |
| work_keys_str_mv |
AT diamantva synthesisandresearchofcarbonnanodotsandnanoparticlesfromactivatedcarbon AT lavrikrv synthesisandresearchofcarbonnanodotsandnanoparticlesfromactivatedcarbon AT starokadomskydl synthesisandresearchofcarbonnanodotsandnanoparticlesfromactivatedcarbon AT grynsv synthesisandresearchofcarbonnanodotsandnanoparticlesfromactivatedcarbon AT ogenkovm synthesisandresearchofcarbonnanodotsandnanoparticlesfromactivatedcarbon AT diamantva sinteztadoslídžennâvuglecevihnanotočoktananočastinokízaktivovanogovugíllâ AT lavrikrv sinteztadoslídžennâvuglecevihnanotočoktananočastinokízaktivovanogovugíllâ AT starokadomskydl sinteztadoslídžennâvuglecevihnanotočoktananočastinokízaktivovanogovugíllâ AT grynsv sinteztadoslídžennâvuglecevihnanotočoktananočastinokízaktivovanogovugíllâ AT ogenkovm sinteztadoslídžennâvuglecevihnanotočoktananočastinokízaktivovanogovugíllâ |
| first_indexed |
2025-07-22T19:34:43Z |
| last_indexed |
2025-11-23T02:50:25Z |
| _version_ |
1849658227137970176 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6362022-09-17T11:31:11Z Synthesis and research of carbon nanodots and nanoparticles from activated carbon Синтез та дослідження вуглецевих наноточок та наночастинок із активованого вугілля Diamant, V. A. Lavrik, R. V. Starokadomsky, D. L. Gryn, S. V. Ogenko, V. M. fluorescent nano-carbon materials IR spectroscopy MALDI X-ray structural fullerene-like luminescence fluorescence at 450 nm large aggregates флуоресцентні нановуглематеріали ІЧ-спектроскопія МАЛДІ рентгеноструктурний аналіз фулереноподібний люмінесценція флуоресценція при 450 нм великі агрегати A brief literature review proves that nanosized fluorescent carbon materials are widely used. In particular, they are promising in biomedicine (due to biocompatibility – for example, for biovisualization); optoelectronics; as chemical fluorescent sensors for measuring the concentration of metals, pH, anions, organic substances and biomolecules; as markers for fingerprinting. This paper investigates carbon materials obtained by oxidation of activated carbon, which are similar in their optical characteristics to carbon nanotubes.The aim of this work was the synthesis of nanocarbon material from available chemical raw materials. As a prototype, the synthesis is based on the method of obtaining carbon weakly acid cation-exchange resin. The nanocarbon material is easily dispersed in water, forming stable colloidal solutions that exhibit luminescence in the blue-green region of the visible spectrum. According to the results of thermogravimetric analysis, the thermal destruction of surface functional groups was found. The nature of the functional groups on the surface of the carbon nanomaterial was based on the obtained data of infrared spectra. The purity of the samples was monitored by X-ray diffraction analysis of the powder. For the pure sample, only the amorphous carbon spectrum was observed, and for the crude, NaCl reflexes were observed. In the region of MALDI positive ions, clusters of molecular mass have been obtained, which may belong to fullerene-like carbon structures. We believe that the high signal intensity at m/z 44 indicates a significant number of carboxyl groups. For aqueous solutions, the luminescence spectrum was measured, on which blue-green fluorescence was observed. Excitation by radiation with a wavelength was chosen based on the results of preliminary measurements of the dependence of the emission intensity on the length of the excitatory radiation. The fluorescence spectrum shows a wide maximum at 450 nm, which is slightly shifted to the long-wavelength region after centrifugation of the sample and precipitation of large fractions. The method of dynamic light scattering shows that particles with a wide range of sizes are present in the solution, the maximum distribution occurs in relatively large units. Представлено короткий літературний огляд, який доводить, що нанорозмірні флуоресцентні вуглецеві матеріали мають широке застосування. Зокрема, вони перспективні в біомедицині (внаслідок біосумісності – наприклад для біовізуалізації); оптоелектроніці; як хімічні флуоресцентні сенсори вимірювання концентрації металів, рН, аніонів, органічних речовин і біомолекул; як маркери для зняття відбитків пальців. В даній роботі досліджуються вуглецеві матеріали, одержані окисненням активованого вугілля, які за своїми оптичними характеристиками є подібні до вуглецевих наноточок.Метою даної роботи був синтез нановуглецевого матеріалу із доступної хімічної сировини. Як прототип, за основу синтезу використано методику отримання вуглецевого слабкокислого катіоніту. Нановуглецевий матеріал легко диспергується у воді, утворюючи стійкі колоїдні розчини, що демонструють люмінесценцію в синьо-зеленій області видимого спектра. За результатами термогравіметричного аналізу встановлено проходження термічної деструкції поверхневих функціональних груп. Про характер функціональних груп на поверхні вуглецевого наноматеріалу спиралися на отримані дані щодо інфрачервоних спектрів. Контроль чистоти зразків проводили рентгеноструктурним аналізом порошку. Для чистого зразка спостерігався лише спектр аморфного вуглецю, а для неочищеного – спостерігаються рефлекси домішок NaCl. В області позитивних іонів МАЛДІ отримані кластери, що можуть належати фулереноподібним структурам вуглецю. Ми вважаємо, що велика інтенсивність сигналу при m/z 44 свідчить про значну кількість карбоксильних груп. Для водних розчинів було виміряно спектри люмінeсценції, на яких спостерігали синьо-зелену флуоресценцію. Збудження випроміненням з довжиною хвилі було обрано за результатами попереднього вимірювання залежності інтенсивності емісії від довжини збуджуючого випромінення. На спектрі флуоресценції спостерігається широкий максимум при 450 нм, який дещо зміщується в довгохвильову область після центрифугування зразка та осадження крупних фракцій. Методом динамічного розсіювання світла встановлено, що в розчині присутні частинки із широким спектром розмірів, максимум розподілу припадає на відносно великі агрегати. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2022-08-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/636 10.15407/hftp13.03.321 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 13 No. 3 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 321-329 Химия, физика и технология поверхности; Том 13 № 3 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 321-329 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 13 № 3 (2022): Хімія, фізика та технологія поверхні; 321-329 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp13.03 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/636/649 Copyright (c) 2022 V. A. Diamant, R. V. Lavrik, D. L. Starokadomsky, S. V. Gryn, V. M. Ogenko |