Optical and electrical studies of fluorescent carbon/dye/polymer nano-composites

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Environmental-friendly and biocompatible fluorescent carbon quantum dots (CQDs)show great potential for various applications. The functional groups on the surface ofCQDs could dramatically influence the light absorption and emission characteristicsof CQDs. A systematic investigation has been carried out by quantifying the oxygenbased function groups present on the surface of activated CQDs (AC), dehydratedCQDS, and CQDs prepared by microwave synthesis to understand their role in thefluorescent emission characteristics. The samples were subjected to furthertreatments to achieve different levels of surface functionality with oxygen-containingfunctional groups such as carbonyl, carboxyl, phenol, and lactone. Various emissivepathways were identified by comparing the results of surface functionality and thedeconvoluted emission spectra. Our results suggest that the energy gap of isolatedsp 2 clusters on the surface of CQDs is the highest among the gaps related to variousfunctional groups. The non-radiative transitions from this level can populate the midlevel emissive states. As proof for this model, the integrated intensity of the highenergy peak was found to decrease, and corresponding enhancements of low-energypeaks were observed as the surface functionality of carboxyl groups increased. Ourresults suggest that selective surface functionalization could control various emissivepathways in CQDs. These results are quite substantial for understanding the emissionmechanism of CQDs. We have also studied the adsorption mechanism of methyleneblue (MB) dye on the surface of CQDs at different contact times, pH, concentrations,and temperatures. In this work, we used Langmuir, Freundlich, pseudo-Ξrst, andsecond-order adsorption models for the analysis. Our results suggest thephysisorption of MB on CQDs. Various kinetic and thermal parameters associatedwith MB adsorption were compared between CQDs prepared by different methodsto identify the best CQDs for applications. The results are essential for applying CQDs,such as wastewater treatment. Further, a preliminary investigation of the electricalconductivity of the CQD-PANI polymer composite was done. Our results suggest thatthe increase in conductivity in the CQD-PANI composite is associated with electrontransfer from PANI to CQDs. Our studies give important information to increaseCQD's potential for applications.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

0a0163fb-301d-46c5-8ad9-6947a6b96417

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل دكتوراة

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

0a0163fb-301d-46c5-8ad9-6947a6b96417_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

دراسة الخصائص البصرية والكهربائية للكربون الفلوري والأصباغ والبوليمرات النانوية المدمجة

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"Abey Issac","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"Basim Abdullah Darwish Al-Farsi ","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"Sumesh Sofin R.G Pillai","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Optical and electrical studies of fluorescent carbon/dye/polymer nano-composites

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

تُظهِر النقاط الكمومية الكربونية الفلورية الصديقة للبيئة والمتوافقة حيويًا (CQDs) إمكانات كبيرة لمختلف التطبيقات. يمكن للمجموعات الوظيفية الموجودة على سطح النقاط الكمومية أن تؤثر بشكل كبير على خصائص امتصاص الضوء وانبعاثه. تم إجراء تحقيق منهجي من خلال قياس المجموعات الوظيفية المعتمدة على الأكسجين الموجودة على سطح النقاط الكمومية المنشطة (AC)، والنقاط الكمومية المجففة، والنقاط الكمومية المحضرة بواسطة توليف الموجات الدقيقة لفهم دورها في خصائص انبعاث الفلورسنت. تم إخضاع العينات لمزيد من المعالجات لتحقيق مستويات مختلفة من الأداء الوظيفي السطحي مع المجموعات الوظيفية المحتوية على الأكسجين مثل الكربونيل، والكربوكسيل، والفينول، واللاكتون. تم تحديد مسارات انبعاثية مختلفة من خلال مقارنة نتائج وظائف السطح وأطياف الانبعاث غير الملتوية. تشير نتائجنا إلى أن فجوة الطاقة في مجموعات sp2 المعزولة على سطح CQDs هي الأعلى بين الفجوات المتعلقة بالمجموعات الوظيفية المختلفة. يمكن للتحولات غير الإشعاعية من هذا المستوى أن تملأ الحالات الانبعاثية ذات المستوى المتوسط. كدليل على هذا النموذج، تم العثور على انخفاض في الكثافة المتكاملة للذروة عالية الطاقة، ولوحظت التحسينات المقابلة للقمم منخفضة الطاقة مع زيادة الوظيفة السطحية للمجموعات الكربوكسيلية. تم أيضًا دراسة آلية امتصاص صبغة بروميد الميثيل (MB) على سطح النقاط الكمومية عند أوقات تلامس مختلفة، ومستويات pH، وتركيزات، ودرجات حرارة متعددة. في هذا العمل، استخدمنا نماذج الامتصاص من نوع لانجموير، وفروندليخ، والنظام الأول الكاذب، والنظام الثاني لتحليل النتائج. تشير نتائجنا إلى أن الامتصاص الفيزيائي (physisorption) هو الآلية الرئيسية لامتصاص MB على CQDs. تم مقارنة المعلمات الحركية والحرارية المختلفة المرتبطة بامتصاص MB بين النقاط الكمومية المحضرة بطرق مختلفة لتحديد أفضل نقاط كمومية للتطبيقات. تُعد النتائج ضرورية لتطبيق النقاط الكمومية، مثل معالجة مياه الصرف الصحي. علاوة على ذلك، تم إجراء تحقيق أولي حول التوصيلية الكهربائية لمركب البوليمر CQD-PANI. تشير النتائج إلى أن زيادة التوصيلية في المركب مرتبطة بنقل الإلكترونات من PANI إلى CQDs. تقدم دراساتنا معلومات مهمة لزيادة إمكانات CQDs في التطبيقات.

كلمات الباحثين

Quantum dots Nanocomposites (Materials)--Analysis--Oman

إشراف وإعداد

الإشراف

Abey Issac, Sumesh Sofin R.G Pillai

الإعداد

Basim Abdullah Darwish Al-Farsi

الاقتباسات الببليوغرافية