Anwendung von mehrfarbigen fluoreszierenden Kohlenstoffpunkten auf Basis von Tee-Polyphenolen in einer weißen Licht-emittierenden Diode und Phosphoreszenz bei Raumtemperatur

Kohlenstoffpunkte (CDs) sind neue Kohlenstoff-Nanomaterialien, von denen die aus Biomasse hergestellten aufgrund ihrer ausgezeichneten optischen Eigenschaften und Umweltfreundlichkeit beliebt sind. Als repräsentative natürliche phenolische Verbindungen sind Tee-Polyphenole ideale Vorläufer mit fluoreszierenden aromatischen Ringen und phenolischen Hydroxylstrukturen. Gewöhnlich können polyphenolische Vorläufer nur verwendet werden, um blaue oder grüne fluoreszierende CDs herzustellen, während Fluoreszenz in langen Wellenlängen, wie orange oder rot, nicht erreicht werden kann. In dieser Arbeit wurde die hohe Reaktivität der phenolischen Hydroxylgruppen in Tee-Polyphenolen mit o-Phthalaldehyd genutzt, um den pH-Wert während des Karbonisierungsprozesses zu modulieren, was zu Rotverschiebungen der Fluoreszenzwellenlängen führte. Unterschiedliche pH-Werte während der Reaktion führten dazu, dass die Vorläufer unterschiedliche Reaktionswege einschlugen und fluoreszierende Gruppen mit unterschiedlichen conjugierten Strukturen bildeten, was zu Kohlenstoffpunkten führte, die unterschiedliche fluoreszierende Farben liefern. Schließlich wurden durch die In-situ-Hydrolyse von Ethylorthosilicat die auf Tee-Polyphenolen basierenden Kohlenstoffpunkte in eine Silikamatix eingebettet, was die Phosphoreszenz der Kohlenstoffpunkte induzierte. Diese Studie bietet einen neuen Ansatz zur grünen Herstellung und Anwendung von natürlichen polyphenolischen CDs.