Selbstexotherme Reaktion getriebene großtechnische Synthese von phosphoreszierenden Kohlenstoff-Nanopunkten

Phosphoreszierende Kohlenstoff-Nanopunkte (CNDs) besitzen verschiedene attraktive Eigenschaften und potenzielle Anwendungen, aber es bleibt eine gewaltige Herausforderung, großtechnische phosphoreszierende CNDs zu erreichen, die durch die aktuellen Methoden begrenzt sind. In dieser Arbeit wurde eine großtechnische Synthesemethode für phosphoreszierende CNDs durch die selbstexotherme Reaktion von Vorläufern bei Raumtemperatur demonstriert. Die so hergestellten CNDs zeigen Fluoreszenz- und Phosphoreszenzeigenschaften, die mit denen verglichen werden können, die durch solvothermal und Mikrowellenmethoden synthetisiert wurden. Experimentelle und rechnergestützte Studien zeigen, dass exotische, atomdotierte sp2-hybridisierte Kohlenstoffkerne als emittierendes Zentrum fungieren, das den Inter-System-Crossing von Singulettzuständen in Tripletzustände erleichtert. Die CNDs zeigen Phosphoreszenz mit einstellbaren Lebensdauern von 193 ms bis 1,13 s bei unterschiedlichen Temperaturen. Die Demonstration der großtechnischen Synthese von phosphoreszierenden CNDs bei Raumtemperatur eröffnet neue Möglichkeiten für die Herstellung von phosphoreszierenden CNDs bei Raumtemperatur.