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Biomass-derived Carbon Quantum Dots for Visible-Light-Induced Photocatalysis and Label-Free Detection of Fe(III) and Ascorbic acid.
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-10-21 , DOI: 10.1038/s41598-019-49266-y Gouri Sankar Das 1 , Jong Pil Shim 2 , Amit Bhatnagar 3 , Kumud Malika Tripathi 1 , TaeYoung Kim 1, 4
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-10-21 , DOI: 10.1038/s41598-019-49266-y Gouri Sankar Das 1 , Jong Pil Shim 2 , Amit Bhatnagar 3 , Kumud Malika Tripathi 1 , TaeYoung Kim 1, 4
Affiliation
Visible-light-driven photocatalysts prepared using renewable resources are crucial but challenging to develop for the efficient degradation of organic pollutants, which is required to solve ever-increasing water deterioration issues. In this study, we report a visible-light-responsive photocatalyst for the efficient degradation of methylene blue (MB) as a model pollutant dye. Green-emissive carbon quantum dots (CQDs) were synthesized from pear juice via a facile, scalable, one-pot solvothermal process. The as-synthesized CQDs exhibit superior photocatalytic activity under visible-light irradiation owing to their efficient light absorption, electron transfer, and separation of photogenerated charge carriers, facilitating ~99.5% degradation of MB within 130 min. A possible mechanism for the photocatalysis is proposed on the basis of comprehensive active species trapping experiments. Furthermore, the CQDs were used in a specific sensitive assay for Fe(III) and ascorbic acid (AA), even with interference from other metal ions. The fluorescence emission of CQDs was "turned off" specifically upon binding of Fe(III) and "turned on" with AA. The prepared CQDs represent efficient photocatalysts and fluorescent probes that are not restricted by toxicity, cost, or lack of scalability.
中文翻译:
用于可见光诱导光催化和无标记检测 Fe(III) 和抗坏血酸的生物质衍生碳量子点。
使用可再生资源制备的可见光驱动光催化剂对于有效降解有机污染物至关重要,但开发起来具有挑战性,这是解决日益严重的水恶化问题所必需的。在这项研究中,我们报道了一种可见光响应光催化剂,可有效降解作为模型污染物染料的亚甲基蓝(MB)。绿色发射碳量子点(CQD)是由梨汁通过简单、可扩展的一锅溶剂热工艺合成的。由于其有效的光吸收、电子转移和光生电荷载流子的分离,所合成的 CQD 在可见光照射下表现出优异的光催化活性,可在 130 分钟内促进约 99.5% 的 MB 降解。在综合活性物质捕获实验的基础上,提出了光催化的可能机制。此外,即使受到其他金属离子的干扰,CQD 也可用于 Fe(III) 和抗坏血酸 (AA) 的特异性灵敏测定。CQD 的荧光发射在与 Fe(III) 结合时特异“关闭”,并在与 AA 结合时“打开”。所制备的 CQD 代表了高效的光催化剂和荧光探针,不受毒性、成本或缺乏可扩展性的限制。
更新日期:2019-10-21
中文翻译:
用于可见光诱导光催化和无标记检测 Fe(III) 和抗坏血酸的生物质衍生碳量子点。
使用可再生资源制备的可见光驱动光催化剂对于有效降解有机污染物至关重要,但开发起来具有挑战性,这是解决日益严重的水恶化问题所必需的。在这项研究中,我们报道了一种可见光响应光催化剂,可有效降解作为模型污染物染料的亚甲基蓝(MB)。绿色发射碳量子点(CQD)是由梨汁通过简单、可扩展的一锅溶剂热工艺合成的。由于其有效的光吸收、电子转移和光生电荷载流子的分离,所合成的 CQD 在可见光照射下表现出优异的光催化活性,可在 130 分钟内促进约 99.5% 的 MB 降解。在综合活性物质捕获实验的基础上,提出了光催化的可能机制。此外,即使受到其他金属离子的干扰,CQD 也可用于 Fe(III) 和抗坏血酸 (AA) 的特异性灵敏测定。CQD 的荧光发射在与 Fe(III) 结合时特异“关闭”,并在与 AA 结合时“打开”。所制备的 CQD 代表了高效的光催化剂和荧光探针,不受毒性、成本或缺乏可扩展性的限制。