Synthesis， Fluorescence Mechanism and Patterning of Green-emissive Carbon Dots

YANG Chunyuan, CHEN Hao, ZHANG Pan, LI Fucheng, YUAN Weixiong, GUO Jiazhuang, WANG Caifeng, CHEN Su

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Chem J Chin Univ ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (6) : 130-138. DOI: 10.7503/cjcu20250093
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Synthesis， Fluorescence Mechanism and Patterning of Green-emissive Carbon Dots

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Abstract

In this study， green-emissive carbon dots（G-CDs1） were prepared using salicylic acid and ethylenediamine as precursors through a hydrothermal method， followed by purification via dialysis and column chromatography. G-CDs1 exhibited an emission wavelength of 518 nm and a photoluminescence quantum yield（PLQY） of 22.3%. Structural characterization revealed that G-CDs1 possess a graphitic carbon core and abundant surface functional groups（—OH， —COOH， —NH2）. Comparative experiments were designed： first， blue-emissive carbon cores were obtained by hydrothermally treating salicylic acid alone； then， these cores were reacted with ethylenediamine to produce green-emissive carbon dots（G-CDs2）. Comparative analysis showed that G-CDs2 and G-CDs1 shared identical fluorescence properties and structural features， revealing a “carbon core-fluorophore” synergistic emission mechanism， where green-emissive fluorophores were generated through defect passivation or surface reaction with ethylenediamine， jointly contributing to the fluorescence emission together with the carbon core. Consequently， a G-CDs1/polyvinylpyrrolidone（PVP） fluorescent ink composite was developed， enabling printed patterns with bright green fluorescence. This research contributes to the development of controllable synthesis， fluorescence mechanism， and applications of carbon dots.

Key words

Carbon dots / Green fluorescence / Salicylic acid / Fluorescence mechanism / Patterned printing

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YANG Chunyuan , CHEN Hao , ZHANG Pan , et al . Synthesis， Fluorescence Mechanism and Patterning of Green-emissive Carbon Dots. Chemical Journal of Chinese Universities. 2025, 46(6): 130-138 https://doi.org/10.7503/cjcu20250093

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Funding

the National Key Research and Development Program of China(2022YFC2104600)
the Postdoctoral Fellowship Program of CPSF, China(GZC20231112)
the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions, China(PAPD)

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