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Aqueous Conversion of Fructose Phosphate Precursor Nanoparticles into Emissive C-Dot Composite Nanoparticles

Sabljo, Kristina 1; Popescu, Radian 2; Michenfelder, Nadine C. 3; Unterreiner, Andreas-Neil ORCID iD icon 3; Gerthsen, Dagmar 2; Feldmann, Claus 1
1 Institut für Anorganische Chemie (AOC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Laboratorium für Elektronenmikroskopie (LEM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Physikalische Chemie (IPC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

[ZrO]$^{2+}$[F6P]$^{2}$− and [Eu(OH)]$^{2}$+[F6P]$^{2}$− precursor nanoparticles (F6P: D-fructose-6-phosphate) are converted in a one-pot, aqueous approach to C-dot@[ZrO]$^{2+}$+[HPO$_{4}$]$^{2-}$ and C-dot@[Eu(OH)]$^{2+}$[HPO$_{4}$]$^{2-}$ composite nanoparticles. Herein, the C-dots (2–3 nm) are embedded in a dense zirconyl/europium phosphate matrix. The resulting composite nanoparticles (40–50 nm) are well-dispersible in water and show blue and red emission.

A one-pot, fully water-based synthesis of blue- and red-emitting C-dots is presented. To this concern, [ZrO]$^{2+}$[F6P]$^{2}$− and [Eu(OH)]$^{2}$+[F6P]$^{2}$− precursor nanoparticles (F6P: D-fructose-6-phosphate) are prepared in water and converted to C-dot@[ZrO]$^{2+}$+[HPO$_{4}$]$^{2-}$ and C-dot@[Eu(OH)]$^{2+}$[HPO$_{4}$]$^{2-}$ composite nanoparticles in boiling water (100 °C) via microwave heating. Composition, structure, and fluorescence of the composite nanoparticles are validated by different analytical methods (e. g., FT-IR, EA, TG, DLS, SEM, TEM, EDXS). The resulting aqueous suspensions are characterized by high colloidal stability and intense emission. Specifically, C-dot@[Eu(OH)]$^{2+}$[HPO$_{4}$]$^{2-}$ exhibits Eu$^{3+}$-type red emission in water. ... mehr


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000133995
Veröffentlicht am 20.09.2021
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Anorganische Chemie (AOC)
Institut für Physikalische Chemie (IPC)
Laboratorium für Elektronenmikroskopie (LEM)
Universität Karlsruhe (TH) – Zentrale Einrichtungen (Zentrale Einrichtungen)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2021
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2199-692X
KITopen-ID: 1000133995
Erschienen in ChemNanoMat
Verlag John Wiley and Sons
Band 7
Heft 8
Seiten 916-926
Nachgewiesen in Web of Science
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