Preparation of Carbon Dot-based Multicolor Room-temperature Phosphorescent Materials via Precursor Structure Regulation Strategies

doi:10.7503/cjcu20240412

Abstract

Abstract:

In this paper， a simple precursor molecular structure regulation strategy was presented， and carbon dot-based composites with phosphorescent emission colors covering the visible light spectrum were prepared through an in situ calcination method using Al₂O₃ as a matrix and various small molecules as organic precursors. Transmission electron microscopy， Fourier-transform infrared spectroscopy， X-ray diffraction， and X-ray photoelectron spectroscopy confirmed the successful growth of carbon dots within the Al₂O₃ matrix. Fluorescence spectroscopy tests indicated that the phosphorescent colors of the four CDs@Al₂O₃ composites were blue（454 nm）， green（520 nm）， orange（572 nm）， and red（632 nm）， with average lifetimes of 130.6， 293.6， 498.6， and 539.0 ms， respectively. The observed redshift in phosphorescent emission wavelength attributed to the decrease in the energy gap between the excited state and ground state of the carbon dots with increasing π-conjugation and number of oxygen-containing functional groups in the precursor， which achieved the modulation of multicolor phosphorescent emissions. Based on the multicolor room-temperature phosphorescent characteristics of this material， its applications in anti-counterfeiting and information encryption was preliminarily explored.

Key words: Carbon dots, Room temperature phosphorescence, Long afterglow, Al₂O₃

CLC Number:

O631

TrendMD:

LIU Jinkun, RAN Zhun, LIU Qingqing, LIU Yingliang, ZHUANG Jianle, HU Chaofan. Preparation of Carbon Dot-based Multicolor Room-temperature Phosphorescent Materials via Precursor Structure Regulation Strategies[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(6): 20240412.

Figures/Tables 8

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