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

LIU Jinkun, RAN Zhun, LIU Qingqing, LIU Yingliang, ZHUANG Jianle, HU Chaofan

PDF(2683 KB)
PDF(2683 KB)
Chem J Chin Univ ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (6) : 193-201. DOI: 10.7503/cjcu20240412
Article

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

Author information +
History +

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

Cite this article

EndNote

Ris (Procite)

Bibtex

Download Citations
LIU Jinkun , RAN Zhun , LIU Qingqing , et al . Preparation of Carbon Dot-based Multicolor Room-temperature Phosphorescent Materials via Precursor Structure Regulation Strategies. Chemical Journal of Chinese Universities. 2025, 46(6): 193-201 https://doi.org/10.7503/cjcu20240412

References

List( Publishing order | Descend order by publishing year | Descend order by cited within ) Chart analysis
1
Liu H. X.， Zhong X.， Pan Q.， Zhang Y.， Deng W. T.， Zou G. Q.， Hou H. S.， Ji X. B.， Coord. Chem. Rev.， 2024， 498， 215468
本文引用 [2]
2
Ðorđević L.， Arcudi F.， Cacioppo M.， Prato M.， Nat. Nanotechnol.， 2022， 17（2）， 112—130
3
Sun Y. Q.， Liu S. T.， Sun L. Y.， Wu S. S.， Hu G. Q.， Pang X. L.， Smith A.， Hu C. F.， Zeng S. S.， Wang W. X.， Nat. Commun.， 2020， 11（1）， 5591
4
Wareing T.， Gentile P.， Phan A.， ACS Nano， 2021， 15（10）， 15471—15501
本文引用 [1]
5
Li W.， Zhou W.， Zhou Z. S.， Zhang H. R.， Zhang X. J.， Zhuang J. L.， Liu Y. L.， Lei B. F.， Hu C. F.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2019， 131（22）， 7356—7361
本文引用 [2]
6
Li J.， Zhou H.， Jin S.， Xu B.， Teng Q.， Li C. H.， Li J. S.， Li Q. J.， Gao Z. H.， Zhu C. F.， Adv. Mater.， 2024， 36（24）， 2401493
7
Geng B. J.， Hu J. Y.， Li Y.， Feng S. N.， Pan D. Y.， Feng L. Y.， Shen L. X.， Nat. Commun.， 2022， 13（1）， 5735
8
Yu X. W.， Liu K. K.， Wang B. L.， Zhang H. Y.， Qi Y. Y.， Yu J. H.， Adv. Mater.， 2023， 35（6）， 2208735
本文引用 [1]
9
Wang B. Y.， Lu S. Y.， Matter， 2022， 5（1）， 110—149
本文引用 [1]
10
Ran Z.， Liu J. K.， Zhuang J. L.， Liu Y. L.， Hu C. F.， Small Methods， 2024， 8（1）， 2301013
11
Zhou S. J.， Wang F. X.， Feng N.， Xu A. X.， Sun X. F.， Zhou J.， Li H. G.， Small， 2023， 19（33）， 2301240
本文引用 [1]
12
Lou Q.， Chen N.， Zhu J. Y.， Liu K. K.， Li C.， Zhu Y. S.， Xu W.， Chen X.， Song Z. J.， Liang C. H.， Adv. Mater.， 2023， 35（20）， 2211858
本文引用 [1]
13
Xia C. L.， Zhu S. J.， Zhang S. T.， Zeng Q. S.， Tao S. Y.， Tian X. Z.， Li Y. F.， Yang B.， ACS Appl. Mater. Interfaces， 2020， 12（34）， 38593—38601
本文引用 [2]
14
Li Q. J.， Cheng D. K.， Gu H. L.， Yang D. Q.， Li Y. C.， Meng S.， Zhao Y. Y.， Tang Z. K.， Zhang Y. B.， Tan J.， Chem. Eng. J.， 2023， 462， 142339
本文引用 [1]
15
Wang B. L.， Mu Y.， Zhang H. Y.， Shi H. Z.， Chen G. R.， Yu Y.， Yang Z. Q.， Li J. Y.， Yu J. H.， ACS Cent. Sci.， 2019， 5（2）， 349—356
本文引用 [1]
16
Mo L. Q.， Liu H.， Liu Z. M.， Xu X. K.， Lei B. F.， Zhuang J. L.， Liu Y. L.， Hu C. F.， Adv. Opt. Mater.， 2022， 10（10）， 2102666
本文引用 [1]
17
He Z. G.， Sun Y. D.， Zhang C.， Zhang J.， Liu S. J.， Zhang K.， Lan M. H.， Carbon， 2023， 204， 76—93
本文引用 [1]
18
Zhang Y. Q.， Chen L.， Liu B.， Yu S. P.， Yang Y. Z.， Liu X. G.， Adv. Funct. Mater.， 2024， 34（25）， 2315366
本文引用 [1]
19
Ding Z. Z.， Shen C. L.， Han J. F.， Zheng G. S.， Ni Q. C.， Song R. W.， Liu K. K.， Zang J. H.， Dong L.， Lou Q.， Small， 2023， 19（31）， 2205916
本文引用 [1]
20
Wang B. Y.， Waterhouse G.， Lu S. Y.， Trends Chem.， 2023， 5（1）， 76—87
本文引用 [1]
21
Kumari R.， Kumar A.， Negi K.， Sahu S.， ACS Appl. Nano Mater.， 2023， 6（2）， 918—929
本文引用 [1]
22
Shi H. X.， Niu Z. J.， Wang H.， Ye W. P.， Xi K.， Huang X.， Wang H. L.， Liu Y. F.， Lin H. W.， Shi H. F.， An Z. F.， Chem. Sci.， 2022， 13（15）， 4406—4412
本文引用 [1]
23
Tan J.， Yi Z. Z.， Ye Y. X.， Ren X. D.， Li Q. J.， J. Lumin.， 2020， 223， 117267
本文引用 [1]
24
Patra A.， Dutta A.， Bhaumik A.， J. Hazard. Mater.， 2012， 201， 170—177
本文引用 [1]
25
Sun W. X.， Zhang Y. Q.， Yin G. C.， Lu S. Y.， Adv. Funct. Mater.， 2024， 34（37）， 2402346
本文引用 [1]
26
Liu Y. P.， Wang B. Z.， Zhang Y. S.， Guo J.， Wu X. Y.， OuYang D. F.， Chen S.， Chen Y. Q.， Wang S. P.， Xing G. C.， Adv. Funct. Mater.， 2024， 2401353
本文引用 [1]
27
Ge W. Y.， Zhang P. F.， Zhang X. M.， Gao W. X.， Lu C. H.， Ge Y.， ACS Sustainable Chem. Eng.， 2021， 9（30）， 10220—10226
本文引用 [1]
28
Ai L.， Song Z. Q.， Nie M. J.， Yu J. K.， Liu F. K.， Song H. Q.， Zhang B.， Waterhouse G.， Lu S.Y.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2023， 62（12）， e202217822
本文引用 [1]
29
Li C. C.， Zhao X. Y.， Li C.， Hu J. H.， Zhu J. Y.， Lou Q.， Chen N.， Song Z. J.， Chen X.， Pan G. C.， J. Alloys Compd.， 2023， 948， 169674
本文引用 [1]
30
Arcudi F.， Đorđević L.， Prato M.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2017， 129（15）， 4234—4237
本文引用 [1]
31
He J. L.， Chen Y. H.， He Y. L.， Xu X. K.， Lei B. F.， Zhang H. R.， Zhuang J. L.， Hu C. F.， Liu Y. L.， Small， 2020， 16（49）， 2005228
本文引用 [1]
32
Song Z. J.， Liu Y. L.， Lin X. M.， Zhou Z. S.， Zhang X. J.， Zhuang J. L.， Lei B. F.， Hu C. F.， ACS Appl. Mater. Interfaces， 2021， 13（29）， 34705—34713
本文引用 [1]
33
Wan Z. J.， Li Y. M.， Zhou Y. Z.， Peng D. P.， Zhang X. J.， Zhuang J. L.， Lei B. F.， Liu Y. L.， Hu C. F.， Adv. Funct. Mater.， 2023， 33（11）， 2207296
本文引用 [1]
34
Han Y.， Li M.， Lai J. W.， Li W. T.， Liu Y. J.， Yin L. Q.， Yang L. Q.， Xue X. G.， Vajtai R.， Ajayan P.， ACS Sustainable Chem. Eng.， 2019， 7（24）， 19918—19924
本文引用 [1]
35
Wang B. Y.， Wang H. W.， Hu Y. S.， Waterhouse G.， Lu S. Y.， Nano Lett.， 2024， 24（9）， 2904—2911
本文引用 [1]
36
Liu J. K.， Luo Y. M.， Ran Z.， Wang F. L.， Sun M. H.， Luo Y. Y.， Zhuang J. L.， Zhang X. J.， Lei B. F.， Liu Y. L.， Hu C. F.， Chem. Eng. J.， 2023， 474， 145597
本文引用 [1]
37
Zhou Z. S.， Song Z. J.， Liu J. K.， Lei B. F.， Zhuang J. L.， Zhang X. J.， Liu Y. L.， Hu C. F.， Adv. Opt. Mater.， 2022， 10（1）， 2100704
本文引用 [1]
38
Wu Y. C.， Sun L. L.， Han H. H.， He X. P.， Cao W. G.， James T.， Chem. Sci.， 2024， 15（2）， 757—764
本文引用 [1]
39
Liang P.， Zheng Y. H.， Zhang X. C.， Wei H. P.， Xu X. K.， Yang X. F.， Lin H. H.， Hu C. F.， Zhang X. J.， Lei B. F.， Nano Lett.， 2022， 22（13）， 5127—5136
本文引用 [2]
40
Lu D.， Lu K.， Wen H. T.， Wei Z.， Bianco A.， Wang G. G.， Zhang H. Y.， Small， 2023， 19（31）， 2207046
本文引用 [1]

Funding

the Foundation for Young Talents in Higher Education of Guangdong Province, China(2019KQNCX097)
the National Natural Science Foundation of China(12174119)
the Natural Science Foundation of Guangdong Province, China(2023A1515012003)

Comments

PDF(2683 KB)

Accesses

Citation

Detail
Sections
Recommended
Copyright © Chem J Chin Univ, All Rights Reserved.
Powered by Beijing Magtech Co. Ltd.

/

〈 〉