Controllable spherical aggregation of monodisperse carbon nanodots

Abstract

Monodisperse carbon nanodots (MCNDs) having an identical composition, structure, shape and size possess identical chemical and physical properties, making them highly promising for various technical and medical applications. Herein, we report a facile and effective route to obtain monodisperse carbon nanodots 3.5 ± 0.9 nm in size by thermal decomposition of organosilane within the pores of monodisperse mesoporous silica particles with subsequent removal of the silica template. Structural studies demonstrated that the MCNDs we synthesized consist of ∼7-10 defective graphene layers that are misoriented with respect to each other and contain various oxygen-containing functional groups. It was demonstrated that, owing to their identical size and chemical composition, the MCNDs are formed via coagulation primary aggregates ∼10-30 nm in size, which are, in turn, combined into secondary porous spherical aggregates ∼100-200 nm in diameter. The processes of coagulation of MCNDs and peptization of their hierarchical aggregates are fully reversible and can be controlled by varying the MCND concentration or the pH value of the hydrosols. Submicrometer spherical aggregates of MCNDs are not disintegrated as the hydrosol is dried. The thus obtained porous spherical aggregates of MCNDs are promising for drug delivery as a self-disassembling container for medicinal preparations.

Benefit of porous silica nanoreactor in preparation of fluorescence carbon dots from citric acid

“…Also, FTIR spectra of silica host demonstrate two peaks at 1800-2000 cm −1 that corresponds to overtones from Si-O-Si stretching vibrations, figure 5. Spectrum of SiO 2 (6)@CDs-180 reveal itself as a superposition of the host and the guest (CDs) and in addition to the bands of silica, SiO 2 (6)@CDs-180 sample demonstrates well-defined peaks at 1775 cm −1 and 1702 cm −1 that can be attributed to stretching vibration of C=O fragments in -C(O)(OR) and -COOH functional groups of silica-adsorbed CDs [51,59].…”

“…They have suitable pore size (from 1.5 to 11 nm) and hydrophilic surface, about 99% of the total silica gel surface is the area of mesopores. Thus, templated synthesis of CDs using mesoporous silicas attracts the most attention [46][47][48][49][50][51].…”

Темплатный Синтез Монодисперсных Сферических Нанопористых Частиц Кремния Субмикронного Размера

“…Традиционно, для синтеза целевых веществ в мезопорах используют жидкостной метод, а именно заполнение пор темплата раствором или расплавом прекурсора с его последующим разложением и синтезом в порах целевого вещества. Ранее таким способом нами были синтезированы металлы [19], оксиды [20,21], нитриды [22], углеродные наноточки [23,24]. В качестве темплата использовали монодисперсные сферические мезопористые частицы кремнезема (МСМЧК) [25,26].…”

Получение Монодисперсных Углеродных Наноточек С Перестраиваемым Спектром Фотолюминесценции Из Полиароматических Прекурсоров

“…Одним из подходов, позволяющих получать CD, имеющие узкое распределение размеров, является темплатный синтез с использованием различных углеродсодержащих прекурсоров с последующим удалением темплата. Ранее нами был разработан метод синтеза MCD внутри монодисперсных сферических мезопористых частиц кремнезема (МСМЧК) с использованием аминопропилтриэтоксисилана (APTES) в качестве прекурсора [9][10][11]. Как правило, независимо от применяемого прекурсора получаемые углеродные наноточки обладают синим или зеленым цветом свечения [12,13], что ограничивает возможности их применения в медицине, поскольку биологические объекты обладают собственной флуоресценцией в данной области спектра.…”

“…В настоящей работе в качестве углеродсодержащего прекурсора использован аминоксантеновый краситель родамин 6Ж (R6G), содержащий полиароматическую ксантеновую группу, ответственную за люминесценцию красителя. В результате для полученных наноточек по сравнению с синтезированными ранее из APTES [9,11] максимум линии ФЛ сдвигается в длинноволновую область видимого спектра.…”