溶液中功能化碳点的pH敏感自发衰变
化学物理
2024-06-04 v1
摘要
碳量子点在药物递送、生物传感、光催化和太阳能电池等多种应用中已变得颇具吸引力。其中，通过表面功能化碳点的发光寿命测量进行pH传感是目前因其长寿命和自主运行而受到研究的一项应用。在本文中，我们通过官能团的质子化和去质子化，探索了激发寿命与周围液体pH值之间的理论联系。通过采用分离方法，将官能团的电子波函数与（大型）碳点的内部电子结构分开处理，展示了应用于间苯二胺、间苯三酚和固定化分散蓝1的示例计算。碳点的主体被视为一个环境，其特征由其光学光谱决定，该光谱会改变官能团的跃迁速率。从质子化和去质子化状态的跃迁速率推导出pH、pKa和混合荧光寿命之间的简单关系。当质子化和去质子化物种之间的跃迁速率差异最大时，pH灵敏度提高，当pKa接近感兴趣的pH区域时，灵敏度最高。所引入的模型可以直接扩展到考虑多组分液体和多个质子化状态。
引用
@article{arxiv.2406.00003,
title = {pH-sensitive spontaneous decay of functionalised carbon dots in solutions},
author = {Denise Dilshener and Drew F. Parsons and Johannes Fiedler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.00003},
year = {2024}
}