KR101403534B1 - Method for manufacturing carbon quantum dots - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄소양자점 제조방법과 이에 의해 제조된 탄소양자점에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 설탕, 전분, 비타민C, 글루코스, 주석산, 구연산, 올레익산, 글루타민, 글루타민산, 요소, 벤젠, 아세틸아세톤, 아세토페논, 초산 등 유기화합물과 산화제, 환원제, 촉매 등 반응촉진제를 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 과산화수소, n-프로판올, 클로로벤젠 등의 용매에 혼합하고 밀폐용기에 넣어 230℃ 이상의 온도에서 반응하여 탄소양자점을 제조할 수 있도록 하는 탄소양자점 제조방법 및 이에 의해 제조된 탄소양자점에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon quantum dot manufacturing method and a carbon quantum dot manufactured thereby, and more particularly, A reaction promoter such as an organic compound such as sugar, starch, vitamin C, glucose, tartaric acid, citric acid, oleic acid, glutamine, glutamic acid, urea, benzene, acetylacetone, acetophenone, A method for producing a carbon quantum dots by mixing them in a solvent such as 2-propanol, hydrogen peroxide, n-propanol or chlorobenzene and reacting them in a sealed container at a temperature of 230 ° C or higher to produce carbon quantum dots, will be.
고체상태의 탄소는 결정구조에 따라 다이아몬드, 흑연(그래파이트)와 비결정형인 석탄이 자연에 존재한다. 나노크기의 탄소결정으로는 탄소나노튜브(CNT), 퓰레린, 그래핀 등이 잘 알려져 있다. 탄소양자점은 순수한 탄소 결정은 아니나 나노크기의 탄소화합물 중에서 양자효과의 물리적 성질을 가지고 있으며, 다양한 분야에서 응용가능성이 있음이 잘 알려져 있다.In solid state carbon, diamond, graphite (graphite) and amorphous coal exist in nature depending on crystal structure. Carbon nanotubes (CNTs), pululenes, and graphenes are well known as nano-sized carbon crystals. It is well known that carbon QDs are not pure carbon crystals but have physical properties of quantum effects in nanoscale carbon compounds and are applicable in various fields.
탄소양자점(carbon quantum dot, CQD)은 흑연 나노입자를 기반으로 하고, 표면에 에폭사이드, 하이드록실기, 카르복실기 등 화학기가 결합되어 있는 구조로 알려져 있으며, 탄소나노입자(carbon nanoparticle), 그래핀옥사이드 나노입자로도 불리운다. 탄소양자점의 주성분은 탄소(흑연나노입자)이며, 양자점의 특성을 가지고 있으므로 탄소양자점이라 한다. 탄소양자점의 크기는 수 nm이다. 입자크기에 따라 다른 색깔을 띄고, 입자 크기에 따라 형광파장이 달라지는 전형적인 양자점의 특성을 가지고 있다. 또한 여기광의 파장에 따라 다른 파장의 형광을 방출하며, 물에 쉽게 혼합(용해)된다. CdSe 등 독성이 강한 반도체 양자점과 달리 탄소양자점은 생체 친화적인 탄소화합물이므로 인체에 주입할 수 있는 센서 등에 응용할 수 있다. Carbon quantum dots (CQDs) are based on graphite nanoparticles and are known to have chemical groups such as epoxide, hydroxyl, and carboxyl groups on the surface. Carbon nanoparticles (carbon nanoparticles), graphene oxide It is also called nanoparticles. The main component of the carbon quantum dots is carbon (graphite nanoparticles) and has the characteristics of quantum dots. The size of the carbon quantum dots is several nm. It has a characteristic of quantum dots with a different color depending on the particle size, and the fluorescence wavelength varies depending on the particle size. It also emits fluorescence of different wavelengths according to the wavelength of the excitation light, and is easily mixed (dissolved) in water. Unlike semiconductor quantum dots, which are highly toxic, such as CdSe, carbon QDs are biocompatible carbon compounds and can be applied to sensors that can be injected into the human body.
탄소양자점은 많은 분야에 응용가능성이 있음에도 불구하고 대량으로 생산할 수 있는 화학적 합성방법이 잘 알려져 있지 않다. 흑연을 한 층씩 벗겨내면 그래핀이 되며, 흑연을 나노입자로 분쇄하면 탄소양자점이 된다. 흑연을 박리하거나 분쇄하여 탄소양자점을 만드는 방법을 탑-다운(top-down) 방법이라 하며, 탄소양자점을 합성하는 가장 일반적인 방법이다. Although carbon quantum dots are potentially applicable to many fields, chemical synthesis methods that can be mass produced are not well known. When one layer of graphite is peeled off, it becomes graphene. When graphite is crushed into nanoparticles, it becomes carbon quantum dots. The method of forming carbon quantum dots by stripping or grinding graphite is called top-down method and is the most common method of synthesizing carbon quantum dots.
흑연을 화학적으로 분해하면 탄소양자점이 되며, 레이저 어블레이션(laser ablation), 전기산화(electrooxdizing) 등의 방법을 사용하기도 한다. 그러나 탑-다운(top-down) 방법으로 탄소양자점을 제작하는 방법은 생산효율이 낮으며, 입자의 크기, 표면상태 등을 인위적으로 조절하는 것이 매우 어려운 문제점이 있다.When graphite is chemically decomposed, it becomes a carbon quantum dot, and laser ablation or electrooxidizing may be used. However, the method of producing carbon quantum dots by the top-down method has a low production efficiency, and it is very difficult to artificially control particle size, surface state, and the like.
따라서, 탄소양자점을 합성하는 기존의 방법이 지닌 여러 가지 단점을 극복할 수 있는 보튼-업(bottom-up) 방법의 새로운 합성기술이 필요하다.
Therefore, a new synthesis technique of a bottom-up method is required to overcome various disadvantages of existing methods of synthesizing carbon QDs.
상기한 바와 같은 탄소양자점을 합성하는 기존의 방법이 지닌 여러 가지 문제점을 극복하기 위한 본 발명은 새로운 합성기술인 바텀-업(bottom-up) 방법, 즉 유기화합물을 분해·탄화·결정화하는 반응을 통하여 탄소양자점을 제조할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In order to overcome various problems of existing methods for synthesizing carbon quantum dots as described above, the present invention can be applied to a bottom-up method which is a new synthesis technique, that is, a reaction for decomposing, Carbon quantum dots can be manufactured.
즉, 본 발명은 모든 종류의 유기물로부터 탄소양자점을 합성할 수 있으며, 생성물의 크기, 효율을 조절할 수 있고 대량으로 합성할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
That is, the present invention aims to synthesize carbon quantum dots from all kinds of organic materials, and to control the size and efficiency of the products and to synthesize them in large quantities.
상기한 바와 같은 목적은 유기 화합물, 용매, 촉진제를 혼합하여 용액을 만드는 단계; 및 상기 용액을 가열하는 단계를 포함하여 구성되는 탄소양자점 제조방법에 의해 달성된다.The above-mentioned object can be accomplished by mixing an organic compound, a solvent and an accelerator to form a solution; And a step of heating the solution.
또한, 본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 촉진제가 산화제, 환원제, 촉매 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the promoter is any one or more of an oxidizing agent, a reducing agent, and a catalyst.
또한, 본 발명의 다른 하나의 측면에 의하면, 상기 산화제가 질산, 황산, 과산화수소 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the oxidant is at least one of nitric acid, sulfuric acid, and hydrogen peroxide.
또한, 본 발명의 또 다른 하나의 측면에 의하면, 상기 환원제가 칼륨보로하이드라이드인 것을 특징으로 한다.According to still another aspect of the present invention, the reducing agent is potassium borohydride.
또한, 본 발명의 또 다른 하나의 측면에 의하면, 상기 촉매가 Fe2O3 나노입자인 것을 특징으로 한다.Further, according to still another aspect of the invention, the catalyst is Fe 2 O 3 Nanoparticles.
또한, 본 발명의 또 다른 하나의 측면에 의하면, 상기 용매가 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, n- 프로판올, 과산화수소, 클로로벤젠 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the solvent is at least one of water, methanol, ethanol, 2-propanol, n-propanol, hydrogen peroxide and chlorobenzene.
또한, 본 발명의 또 다른 하나의 측면에 의하면, 상기 유기화합물이 설탕, 전분, 비타민 C, 글루코스, 주석산, 구연산, 올레익산, 글루타민, 글루타민산, 요소, 벤젠, 아세틸아세톤, 아세토페논, 초산 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method for producing an organic compound, wherein the organic compound is selected from the group consisting of sugar, starch, vitamin C, glucose, tartaric acid, citric acid, oleic acid, glutamine, glutamic acid, urea, benzene, acetyl acetone, acetophenone, Or more.
또한, 본 발명의 또 다른 하나의 측면에 의하면, 상기 용액은 220 내지 290 ℃ 이상의 온도로 가열하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, the solution is heated to a temperature of 220 to 290 DEG C or more.
따라서, 본 발명에 의하면, 본 발명은 탄소양자점을 합성하기 위한 방법으로 유기물에서 석탄이나 흑연이 생성되는 자연적인 환경을 차용한 새로운 합성방법을 도입하여 기존의 방법에 비해서 효율과 생산성이 높으며, 탄소양자점을 대량으로 생산할 수 있다.Thus, according to the present invention, the present invention is a method for synthesizing carbon quantum dots, introducing a new synthesis method that takes advantage of the natural environment in which coal or graphite is generated from organic materials, thereby achieving higher efficiency and productivity than conventional methods, Quantum dots can be produced in large quantities.
또한, 본 발명은 용매, 온도 등 합성조건을 단순히 바꾸면 탄소양자점의 크기, 합성효율을 조절할 수 있다.In addition, the present invention can control the size and synthesis efficiency of carbon quantum dots by simply changing synthesis conditions such as solvent and temperature.
또한, 본 발명은 거의 모든 종류의 유기물로부터 탄소양자점을 합성할 수 있으며, 밀가루, 전분, 설탕 등 저렴한 식품화합물로부터 합성할 수 있다.In addition, the present invention can synthesize carbon quantum dots from almost all kinds of organic materials and can be synthesized from inexpensive food compounds such as wheat flour, starch, and sugar.
또한, 본 발명은 용매, 촉진제, 유기물만으로 탄소양자점을 합성하므로 합성된 생성물로부터 복잡한 정제과정을 거치지 않고 탄소양자점을 얻을 수 있다.In addition, since the present invention synthesizes carbon quantum dots only with solvents, accelerators, and organic substances, carbon quantum dots can be obtained from the synthesized products without complicated purification steps.
또한, 본 발명은 결정화과정을 포함하고 있으며, 결정화과정에서 유기물의 농도에 따라 생성물의 크기를 조절할 수 있으며, 유기물의 농도가 높으면 큰 입자가 생성되며, 낮은 농도에서는 작은 입자가 생성된다. In addition, the present invention includes a crystallization process. In the crystallization process, the size of the product can be controlled according to the concentration of the organic substance. When the concentration of the organic substance is high, large particles are produced.
또한, 본 발명은 유기화합물을 분해하여 탄소양자점을 합성하는 보튼-업(bottom-up) 방법으로 탄소양자점을 합성함으로써 효율성, 경제성이 높아지고 입자크기의 조절이 용이하며 탄소양자점의 입자크기가 균일하며 이에 따른 물리적 성질이 균일하다는 특징이 있다.
The present invention also relates to a method of synthesizing carbon quantum dots by a bottom-up method for decomposing organic compounds to synthesize carbon quantum dots, thereby improving efficiency and economy, facilitating control of particle size, uniformizing the particle size of carbon quantum dots And the physical properties thereof are uniform.
도 1 내지 도 54는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 여러 실시예의 결과특성을 보여주는 도면이다.Figures 1 to 54 show the results of various embodiments of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
가. 자연에서 탄소 동소체의 생성end. Generation of carbon isotopes in nature
석탄, 흑연, 다이아몬드는 탄소 동소체이다. 다이아몬드는 고온과 고압의 조건에서 만들어지는 탄소결정체이며, 화성암층에서 주로 발견된다. 흑연은 변성암층에서 주로 발견되며 화성암층에서도 발견되기도 한다. 무결정의 탄소인 석탄은 퇴적암층에서 주로 발견되며 식물과 동물의 유기물의 퇴적층이 산화, 탄화 반응을 거쳐서 탄소가 되는 것으로 알려져 있다. 자연에서 만들어지는 다이아몬드, 흑연, 석탄 등은 모두 압력과 온도가 일정하게 주어지는 상황에서 유기물로부터 생성된다. 압력과 온도가 낮은 퇴적층에서 무정형의 석탄이 생성되며, 압력과 온도가 중간 크기인 변성암층에서는 층상 구조의 흑연이, 고온·고압의 화성암층에서는 경도가 높은 다이아몬드가 생성된다.
Coal, graphite, and diamond are carbon isotopes. Diamonds are carbon crystals formed under high temperature and high pressure conditions and are mainly found in the igneous rocks. Graphite is mainly found in metamorphic rocks and may be found in igneous rocks. It is known that coal, which is carbonless, is mainly found in sedimentary rocks, and the sedimentary layers of organic matter in plants and animals are carbonized through oxidation and carbonization. Diamonds, graphite, and coal, all of which are made in nature, are produced from organic matter in a situation where pressure and temperature are given constantly. Amorphous coal is produced in sediments with low pressure and temperature. Layered graphite is formed in the metamorphic rock layer with medium pressure and temperature, and high hardness diamond is formed in the high temperature and high pressure igneous rock layer.
나. I. 탄소나노입자의Of carbon nanoparticles 결정성장 Crystal growth
이와 같이 탄소결정체가 만들어지는 조건을 인위적으로 조성하면 탄소물질을 제작할 수 있을 것으로 판단된다. 탄소양자점은 덩어리 결정인 흑연에 비해 결정화도가 낮고, 무결정인 석탄에 비해 결정화도가 높다. 석탄이 생성되는 환경과 흑연이 생성되는 환경의 중간 정도의 온도와 압력을 가진 환경을 조성하면 결정도가 낮은 탄소물질인 탄소양자점을 만들 수 있을 것으로 생각된다. 이러한 온도와 압력의 환경에서 유기물이 분해하고, 탄화하여 나노입자로 결정화하면 탄소양자점이 생성된다. It is believed that carbon materials can be produced by artificially conditioning the conditions under which carbon crystals are produced. The carbon quantum dots have a lower crystallinity than graphite, which is a lump crystal, and have a higher degree of crystallinity than that of seamless carbon. It is believed that carbon quantum dots, which are carbon materials with low crystallinity, can be produced by setting up an environment having a temperature and pressure intermediate between the environment in which coal is produced and the environment in which graphite is produced. Carbon quantum dots are formed when organic matter decomposes in the environment of such temperature and pressure, is carbonized and crystallizes into nanoparticles.
퇴적층과 변성암층이 생성되는 압력과 온도를 조성하기 위해서는 수열합성법(hydrothermal method)이나 이와 유사한 용매열 합성법(solvothermal method)을 사용할 수 있다. 수열합성법에서는 물이 든 밀폐된 용기를 가열하여 온도와 압력을 생성하는 합성방법이며 수정, 에머랄드, ZnO 등 단결정을 성장할 수 있다. 용매열 합성법은 알코올, 벤젠 등 유기용매가 든 밀폐용기를 가열하여 온도와 압력을 생성하여 합성하는 방법으로 유기용매가 필요한 반응에 사용된다.
Hydrothermal methods or similar solvothermal methods can be used to create the pressure and temperature at which sedimentary and metamorphic rocks are formed. In the hydrothermal synthesis method, a sealed vessel with water is heated to produce temperature and pressure, and crystals such as crystal, emerald and ZnO can be grown. Solvent thermo-synthesis is a method of synthesizing by heating and heating a sealed container containing an organic solvent such as alcohol and benzene to produce an organic solvent.
다. 촉진제All. accelerant
땅속이 묻힌 유기물(탄소화합물)이 서서히 분해되고 탄화되어 석탄이 생성된다. 석탄이 생성되는 자연적인 과정에서는 유기물을 분해·탄화하기 위한 열과 압력이 필요할 뿐만 아니라 오랜 시간도 필요하다. 그러나, 인위적으로 유기물을 분해하고 탄화하기 위해서는 유기물을 분해하기 위한 적극적인 방법이 필요하며 본 발명에서는 산화제, 환원제, 촉매 등을 사용하여 유기물을 분해하는 것을 촉진하였으며, 이를 촉진제라 한다. 촉진제로 사용되는 산화제에는 질산, 황산, 과산화수소, 과망간산칼륨 등이 있으며, 환원제에는 NaBH4, 칼륨보로하이드라이드(KBH4), LiAlH4, N2H4 등이 있으며, 촉매로는 백금, Pd, Ni, TiO2, Fe2O3 나노입자 등이 있다.
Organic matter (carbon compound) buried underground is slowly decomposed and carbonized to produce coal. The natural process of producing coal requires not only heat and pressure to decompose and carbonize organic matter, but also a long time. However, in order to decompose and carbonize organic matter artificially, an active method for decomposing organic matter is required. In the present invention, the decomposition of organic matter is promoted by using an oxidizing agent, a reducing agent, a catalyst, and the like. Examples of the reducing agent include NaBH 4 , potassium borohydride (KBH 4 ), LiAlH 4 , N 2 H 4, etc. As the catalyst, platinum, Pd , Ni, TiO 2 , and Fe 2 O 3 nanoparticles.
라. 유기물la. Organic matter
석탄, 흑연 등은 동식물의 잔해인 유기물이 분해되고 탄화되어 생성된다. 본 발명에서 탄소양자점을 합성하기 위한 출발물질로 일반적인 유기화합물을 사용한다. 식물에서 추출하는 유기물인 설탕(white sugar), 전분(starch), 비타민C(ascorbic acid), 글루코스(glucose), 주석산(tartaric acid), 구연산(citric acid), 동물지방산인 올레익산(oleic acid), 아미노산인 글루타민(glutamine), 글루타민산(glutamic acid) 및 요소(urea), 벤젠(benzene), 아세틸아세톤(acetylacetone), 아세토페논(C6H5C(O)CH3), 초산(acetic acid) 등 모든 종류의 유기물로부터 탄소양자점을 합성할 수 있다. 이들 유기물은 모두 투명한 액체이거나 흰색의 분말이다. 투명하거나 흰색의 유기물을 출발물질로 하여 본 발명의 방법으로 합성하면 탄소양자점 고유의 색을 띄는 액체가 되며, 탄소양자점의 농도가 높으면 검은색의 액체가 된다.
Coal, graphite, etc. are produced by decomposition and carbonization of organic matter, which is the remnant of plants and animals. In the present invention, general organic compounds are used as starting materials for synthesizing carbon quantum dots. They are organic products extracted from plants, such as white sugar, starch, ascorbic acid, glucose, tartaric acid, citric acid, oleic acid, , Glutamine, glutamic acid and urea, benzene, acetylacetone, acetophenone (C 6 H 5 C (O) CH 3 ), acetic acid, The carbon quantum dots can be synthesized from all types of organic materials. All of these organics are either transparent liquids or white powders. When a transparent or white organic material is used as a starting material and synthesized by the method of the present invention, it becomes a liquid having a color unique to a carbon quantum dot, and when the concentration of carbon quantum dots is high, it becomes a black liquid.
마. 용매hemp. menstruum
용매열(solvothemal) 결정성장에서는 용매의 극성에 따라 결정성장의 속도와 형태를 조절하는 것이 가능하다. 본 발명에서도 용매의 유전상수에 따라 탄소결정의 형태를 조절하였다. 극성이 큰 용매인 물을 사용하면 낮은 농도의 탄소양자점을 합성하기에 용이하다. 용매의 극성이 낮으면 높은 농도의 탄소양자점을 합성할 수 있어 합성의 효율을 높일 수 있다. 본 발명에서는 물, 메탄올(methyl alcohol), 에탄올(ethyl alcohol), 2-프로판올(isopropyl alcohol), n-프로판올 (n-propyl alcohol), 과산화수소(hydrogen peroxide), 클로로벤젠(chlorobenzene) 등 용매를 사용하여 탄소양자점을 합성하였다.In solvothemal crystal growth, it is possible to control the rate and shape of crystal growth depending on the polarity of the solvent. In the present invention, the shape of carbon crystals was controlled according to the dielectric constant of the solvent. It is easy to synthesize low-concentration carbon quantum dots by using water, which is a polar solvent. When the polarity of the solvent is low, a high concentration of carbon quantum dots can be synthesized, thereby increasing the efficiency of synthesis. In the present invention, a solvent such as water, methyl alcohol, ethyl alcohol, 2-propanol alcohol, n-propyl alcohol, hydrogen peroxide and chlorobenzene is used To synthesize carbon quantum dots.
본 발명에서는 유기물을 분해·탄화·결정화하여 탄소양자점을 합성하는 방법을 개발하였으며, 이 방법의 흐름도는 아래와 같다. 본 발명의 방법을 통하면 모든 종류의 유기물을 분해하여 탄소양자점을 합성할 수 있다. 또한, 탄소양자점의 합성효율이 높으며, 크기를 조절하는 것이 가능한 장점이 있다. In the present invention, a method of synthesizing carbon quantum dots by decomposing, carbonizing and crystallizing an organic material has been developed, and a flow chart of this method is as follows. Through the method of the present invention, it is possible to decompose all kinds of organic materials to synthesize carbon quantum dots. In addition, the synthesis efficiency of the carbon quantum dots is high and it is possible to control the size.
석탄, 흑연, 다이아몬드 등 탄소동종체는 지각속에서 열과 압력을 받아 생성된다. 석탄과 흑연의 원료는 유기물이며, 지각 속에 묻힌 유기화합물이 분해되고, 탄화, 결정화 과정을 거쳐서 탄소동종체가 생성된다. 본 발명에서는 이러한 탄소동종체가 자연적으로 생성되는 원리를 차용하였으며, 탄소양자점을 합성하는 새로운 합성방법을 개발하였다. 이 합성과정에는 밀폐된 용기에서 용해되어 있는 유기화합물을 촉진제를 사용하여 분해하고, 분해된 유기화합물에 압력과 열을 가하여 탄화하고, 결정화하는 과정으로 구성되어 있다. Carbon isotopes such as coal, graphite, and diamond are generated by heat and pressure in the crust. The raw materials of coal and graphite are organic matter, organic compounds buried in the crust are decomposed, carbonized and crystallized, and carbon isotopes are produced. In the present invention, a principle of naturally occurring carbon isotopes is borrowed, and a new synthesis method for synthesizing carbon quantum dots has been developed. This synthesis process consists of decomposing organic compounds dissolved in a closed container using accelerators and carbonizing and decomposing the decomposed organic compounds under pressure and heat.
이 합성방법에는 (i) 고온과 고압의 상태를 유지할 수 있는 고압반응기를 사용하였으며, (ii) 여러 가지 유기화합물을 원료로 하고, (iii) 유기물을 분해하고 반응을 촉진하기 위한 촉진제와 (iv) 반응을 조절하기 위한 용매를 사용하였다. 본 발명의 합성방법을 사용하면 모든 종류의 유기물을 전구체로 하여 탄소양자점을 합성하는 것이 가능하다.This synthesis method includes (i) a high-pressure reactor capable of maintaining high-temperature and high-pressure conditions, (ii) various organic compounds as raw materials, (iii) accelerators for decomposing organic substances and promoting the reaction, and ) Reaction was used. When the synthesis method of the present invention is used, it is possible to synthesize carbon quantum dots by using all kinds of organic substances as precursors.
(i) 본 발명의 합성에 사용한 고압반응기는 등록특허 1007694210000와 같이 내부용기와 외부용기로 구성되어 있으며, 내부용기는 화학물과 반응하지 않는 테프론으로 만들었고 압력을 유지하는 외부용기는 스테인레스강으로 제작하였다. 고압반응기에 온도조절 장치와 자석교반장치를 부착하였다. 온도조절장치를 사용하여 화학반응의 온도를 자동으로 조절하였으며, 자석교반장치를 사용하여 반응이 진행되는 동안 용액을 균질하게 유지하였다. 반응에 사용된 고압반응기는 2종류이며 각각의 내부용기의 부피는 1,200cc와 60cc이다.(i) The high-pressure reactor used in the synthesis of the present invention is composed of an inner vessel and an outer vessel as in the registered patent 1007694210000. The inner vessel is made of Teflon which does not react with chemicals, and the outer vessel for maintaining pressure is made of stainless steel Respectively. A temperature controller and a magnetic stirrer were attached to the high pressure reactor. The temperature of the chemical reaction was automatically controlled using a thermostat, and the solution was kept homogeneous during the reaction using a magnetic stirrer. There are two types of high-pressure reactors used in the reaction, and the volume of each inner container is 1,200 cc and 60 cc.
(ii) 본 발명에서는 여러 가지 유기화합물로부터 탄소양자점을 합성하였으며, 발명에서 사용한 유기화합물은 올레익산, 아세틸아세톤, 아세토페논, 초산, 아세톤, 벤젠 및 설탕, 전분, 비타민C, 글루코스, 주석산, 구연산, 글루타민, 글루타민산, 등 식품화합물 등이다. 본 발명에서의 합성방법의 가장 큰 장점은 흔히 접할 수 있는 유기화합물을 분해하고 탄화결정화함으로써 거의 모든 종류의 유기물로부터 탄소양자점을 합성할 수 있다.(ii) In the present invention, carbon quantum dots were synthesized from various organic compounds, and the organic compounds used in the invention Starch, vitamin C, glucose, tartaric acid, citric acid, glutamine, glutamic acid, and the like, and the like. The greatest advantage of the synthesis method of the present invention is that carbon nanoparticles can be synthesized from almost all kinds of organic materials by decomposing organic compounds that can be contacted and carbonizing them.
(iii) 자연에서 유기화합물은 오랜 시간 동안에 걸쳐 서서히 분해된다. 그러나 본 발명에서는 산화제, 환원제, 촉매 등을 화학반응에 첨가하여 유기화합물의 분해를 촉진하였으며 탄소양자점의 합성을 용이하게 하였다. (iii) In nature, organic compounds slowly decompose over time. However, in the present invention, an oxidizing agent, a reducing agent, a catalyst, and the like are added to the chemical reaction to accelerate the decomposition of the organic compound and facilitate the synthesis of carbon quantum dots.
(iv) 본 발명에서는 물, 메탄올, 알코올, 프로판올, 클로로벤젠 등 여러 가지 용매를 사용하여 반응을 조절하였다. 물을 용매로 사용하여 합성한 경우에는 탄소양자점의 농도가 낮았다. 용매를 메탄올, 알코올, 프로판올, 클로로벤젠 등으로 하였을 때는 합성된 탄소양자점의 양이 크게 증가하였다.
(iv) In the present invention, various solvents such as water, methanol, alcohol, propanol, and chlorobenzene were used to control the reaction. When water was used as a solvent, the concentration of carbon QDs was low. When the solvent was methanol, alcohol, propanol, chlorobenzene, etc., the amount of synthesized carbon quantum dots increased greatly.
바. 합성물의 정제bar. Purification of compounds
본 발명의 방법으로 합성한 합성물에는 용매, 탄소양자점, 방향족 기름, 침전물 등 유기물이 포함되어 있으며 이들을 정제하여 물리·화학적 특성을 평가하였다. 탄소양자점은 물에 쉽게 용해되고 크기가 수 nm이다. 합성물에서 침전물을 제거하고 친수성의 종이필터로 여러 번 여과하면 방향성 기름 등은 필터에 의해 걸러지고 탄소양자점과 용매는 투과한다. 투과된 용액을 물로 희석하여 포어(pore) 크기가 0.1㎛인 친수성 멤브레인 필터를 통과시켜 탄소양자점 용액을 얻었다. 불순물을 제거하고 정제한 탄소양자점 용액은 균일하였으며, 상온에서 3개월이 지나도 침전이 발생하지 않는 등 물에 대한 분산성이 매우 우수하였다.
Organic compounds such as solvent, carbon quantum dots, aromatic oil, and precipitates were contained in the synthesized compound by the method of the present invention, and their physical and chemical properties were evaluated by refining them. Carbon quantum dots are readily soluble in water and are several nm in size. When the precipitate is removed from the composite and filtered several times with a hydrophilic paper filter, the directional oil is filtered by the filter and the carbon quantum dots and the solvent are permeated. The permeated solution was diluted with water and passed through a hydrophilic membrane filter having a pore size of 0.1 mu m to obtain a carbon quantum dot solution. The carbon quantum dots solution, which was purified by removing the impurities, was uniform and the dispersion was very good in water such as no precipitation even after 3 months at room temperature.
사. 탄소양자점four. Carbon quantum dot 의of 평가 evaluation
탄소양자점에 대한 분석 방법에는 잘 알려진 바와 같이 XRD 패턴, FT-IR 흡수스펙트럼, TEM에 의한 입도 측정, 형광 특성, 광흡수 특성 등 여러 가지 방법이 있다. 탄소양자점의 가장 큰 특징은 형광을 방출하는 탄소물질이다. 본 발명에서는 하나의 합성 예에 대하여 4가지 형광 측정 결과를 나타내었다. 용액이 든 유리병(vial)의 아랫쪽에서 방출하는 형광을 촬영한 사진 2종과 형광광도계로 측정한 2개의 형광스펙트럼이다. 2개의 형광스펙트럼은 각각 365nm, 400nm의 광을 조사하여 측정하였으며, 측정된 형광스펙트럼으로부터 형광의 색좌표(CIE1931)를 계산하였다.As is well known in the analysis methods for carbon QDs, there are various methods such as XRD pattern, FT-IR absorption spectrum, particle size measurement by TEM, fluorescence characteristic, and light absorption characteristic. The most important feature of carbon QDs is the carbon material that emits fluorescence. In the present invention, four fluorescence measurement results are shown for one synthetic example. Two fluorescence images taken from the bottom of the solution vial and two fluorescence spectra measured with a fluorescence spectrophotometer. The fluorescence spectra of the two fluorescence spectra were measured by irradiating light of 365 nm and 400 nm, respectively, and the color coordinates (CIE1931) of the fluorescence were calculated from the measured fluorescence spectra.
탄소양자점의 주 성분은 탄소이므로 가시광선의 모든 파장영역에서 빛을 흡수한다. 본 발명에서는 유기물의 종류, 양, 합성온도, 시간, 용매의 종류, 촉진제의 종류 등을 달리하여 각기 합성하였으며, 이에 따라 생성된 탄소양자점의 양과 합성효율이 다르다. 합성물에서 탄소양자점이 포함된 용액을 추출하여 투과 길이가 10mm인 큐벳(cuvette)에 담아서 300nm-700nm 영역의 광흡수 스펙트럼을 측정하였다. 측정된 광흡수 스펙트럼에서 500nm의 흡수도(absorbance)를 광학밀도(optical density, OD) 단위로 표현하여 탄소양자점의 합성효율을 상대 비교하였다. Since the main component of the carbon QD is carbon, it absorbs light in all wavelength regions of visible light. In the present invention, the types and quantities of organic materials, the synthesis temperatures, the times, the types of solvents, and the kinds of accelerators were synthesized, respectively. The solution containing the carbon quantum dots was extracted from the composite and placed in a cuvette having a transmission length of 10 mm to measure a light absorption spectrum in the range of 300 nm to 700 nm. The absorbance of 500 nm in the measured light absorption spectrum was expressed in terms of optical density (OD) to compare the synthesis efficiency of the carbon quantum dots.
합성한 조건, 합성물의 흡수도는 표 1, 2와 같다. 유기물의 종류와 양, 반응촉진제, 온도 등 반응의 조건을 동일하게 유지하고, 용매를 달리하였을 때 생성되는 탄소양자점의 양은 물, 메탄올, 에탄올 순으로 증가하였다. <합성 예 2>와 같이 물을 용매로 하였을 때 흡수도는 OD가 0.185이고, <합성 예 20>에서 메탄올을 용매로 하였을 때 흡수도는 OD가 1.94, 에탄올을 용매로 합성한 <합성 예 29>의 흡수도는 OD 6.24이다. 표 1, 2에 정리된 것과 같이 에탄올에서 합성한 탄소양자점의 농도가 물을 용매로 하여 합성한 탄소양자점에 비해 수십배 큼을 알 수 있다. <합성 예 31>의 방법으로 합성한 용액 5cc를 물로 희석하여 <합성 예 2>의 용액과 같은 농도의 탄소양자점 용액 500cc를 얻었다.The combined conditions and the absorption of the composite are shown in Tables 1 and 2. The amounts of carbon QDs produced by the different solvents were increased in the order of water, methanol, and ethanol, while maintaining the same reaction conditions such as the kind and amount of organic compounds, reaction promoter, and temperature. As shown in <Synthesis Example 2>, when OD is 0.185 when water is used as a solvent and OD is 1.94 when methanol is used as a solvent in <Synthesis Example 20>, Synthesis Example 29 ≫ is OD 6.24. As shown in Tables 1 and 2, the concentration of carbon quantum dots synthesized in ethanol is several orders of magnitude larger than that of carbon quantum dots synthesized using water as a solvent. 5 cc of the solution synthesized by the method of <Synthesis Example 31> was diluted with water to obtain 500 cc of a carbon quantum dope solution having the same concentration as that of <Synthesis Example 2>.
보튼-업(bottom-up) 방법의 탄소양자점 합성에 관하여 보고된 연구논문들에 의하면 주로 물을 용매로 하는 수열합성법을 사용하여 합성효율이 낮았다. 그러나 본 발명에서는 메탄올, 에탄올 등 유기용매를 사용하여 탄소양자점을 합성하는 효율을 높였으며, 촉진제를 사용하여 반응을 용이하게 함으로써 거의 모든 종류의 유기물을 분해하여 탄소양자점을 대량으로 생산할 수 있는 합성방법을 개발하였다.
Studies reported on the synthesis of carbon quantum dots in the bottom-up method have shown that synthesis efficiency is low using hydrothermal synthesis, primarily using water as a solvent. However, in the present invention, the efficiency of synthesis of carbon quantum dots using an organic solvent such as methanol or ethanol is improved, and a synthesis method capable of mass-producing carbon quantum dots by decomposing almost all kinds of organic substances by facilitating reaction using an accelerator .
아. 합성의 예Ah. Examples of synthesis
탄소양자점을 합성한 실시예를 정리하면, 아래의 표 1, 2와 같다. 탄소양자점을 합성하기 위하여 사용한 유기물, 반응촉진제, 용매의 종류 및 양을 나타내었으며, 반응온도와 지속시간도 나타내었다. 합성 예 중에서 용매의 양이 60cc 보다 적은 경우의 합성은 내부부피가 60cc인 고압반응기를 사용한 것이며, 용매의 양이 400cc 보다 큰 합성은 내부부피가 1200cc인 고압반응기를 사용하여 반응하였다. 또한, 반응이 완료된 용액의 흡수도를 측정하여 생성된 탄소양자점의 상대 농도를 비교하였다.
Examples of synthesis of carbon quantum dots are summarized in Tables 1 and 2 below. The type and amount of organic compounds, reaction promoters, and solvents used to synthesize the carbon QDs are shown, and the reaction temperature and duration are also shown. In the synthesis example, when the amount of the solvent was less than 60 cc, the synthesis was carried out using a high-pressure reactor having an internal volume of 60 cc and a synthesis in which the amount of the solvent was more than 400 cc was performed using a high-pressure reactor having an internal volume of 1200 cc. In addition, the absorbance of the reaction solution was measured to compare the relative concentrations of the generated carbon quantum dots.
MeOH/20H 2 O / 20
MeOH / 20
자. 합성 및 분석결과의 그림 설명character. Describe the picture of synthesis and analysis results
본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 여러 실시예의 특성을 정리한 결과는 도 1 내지 도 54와 같다. 도 1 내지 도 54는 표 1, 2에서와 같이 <합성 예 1> 내지 <합성 예 54>의 방법으로 합성한 여러 실시예의 결과특성을 보여준다.
The results of summarizing the characteristics of various embodiments of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention are shown in FIGS. 1 to 54. Figs. 1 to 54 show the result characteristics of various examples synthesized by the methods of < Synthesis Examples 1 to 54 as shown in Tables 1 and 2.
도 1, 즉 도 1a 내지 도 1i는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 1의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 1의 경우, 증류수 500cc, 아세틸아세톤 36g, 질산 12g을 혼합하여 내부부피가 1200cc인 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 1, that is, FIGS. 1A to 1I are the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 1 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 1 of Table 1, 500 cc of distilled water, 36 g of acetylacetone, And the mixture was placed in a high-pressure reactor having an internal volume of 1200 cc and reacted at 250 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 1의 (a)이다. 도 1의 (a)에서와 같이 가시광의 모든 파장영역에서 흡수가 있으며 파장이 짧아질수록 흡수의 세기가 점차 증가한다. 261nm에서 흡수곡선의 피크가 나타나며, 이는 탄소양자점의 특징 중 하나인 광학밴드(optical band)이다. 500nm에서 합성용액의 흡수계수는 0.194이다. 도 1의 (b)는 형광파장이 428nm일 때 여기 스펙트럼이며, 이 여기 스펙트럼에서도 흡수 스펙트럼과 같은 파장의 광학밴드가 있음을 알 수 있다. 365nm의 여기광으로 조사했을 때 형광스펙트럼은 도 1의 (c)와 같다. The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in Figure 1 (a). As shown in FIG. 1 (a), absorption occurs in all the wavelength regions of visible light, and the intensity of absorption gradually increases as the wavelength is shortened. At 261 nm, a peak of the absorption curve appears, which is an optical band that is one of the characteristics of the carbon quantum dots. The absorption coefficient of the synthesis solution at 500 nm is 0.194. Fig. 1 (b) shows an excitation spectrum when the fluorescence wavelength is 428 nm. In this excitation spectrum, it is also found that there is an optical band having the same wavelength as the absorption spectrum. The fluorescence spectrum when irradiated with excitation light of 365 nm is shown in Fig. 1 (c).
탄소양자점의 특징 중 하나는 여기 파장에 따라 형광스펙트럼이 달라진다. 도 1의 (d)와 같이 여기광의 파장이 각각 335nm, 365nm, 435nm, 470nm, 500nm일 때 형광스펙트럼은 도 1의 (d)와 같다. 합성한 용액이 담긴 용액의 사진은 도 1의 (d-1)과 같으며, 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 1의 (d-2)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 1의 (d-3)이다.One of the characteristics of the carbon quantum dots is that the fluorescence spectrum varies depending on the excitation wavelength. As shown in FIG. 1 (d), when the excitation light has wavelengths of 335 nm, 365 nm, 435 nm, 470 nm and 500 nm, respectively, the fluorescence spectrum is shown in FIG. 1 (d). (D-1) of FIG. 1, and the fluorescence emitted by irradiating the ultraviolet LED (380 nm) from the lower side of the glass bottle containing the solution is shown in (d- 2), and the photograph of the fluorescent light irradiated with the blue LED (460 nm) is (d-3) in FIG.
합성한 용액의 FT-IR 스펙트럼은 도 1의 (e)와 같다. IR스펙트럼에서 O-H, C-H, C=O, C-O, C-O-C 결합에 의한 흡수 피크들을 확인할 수 있으며, 이들 흡수피크로 부터 탄소양자점의 표면에 -COOH, -OH, =O 등의 화학기가 붙어있음을 추정할 수 있다. 합성한 용액을 건조하면 끈적끈적한 검은 색의 젤이 되며, 이 젤의 x-선 회절패턴은 도 1의 (f)와 같다. The FT-IR spectrum of the synthesized solution is shown in FIG. 1 (e). In the IR spectrum, absorption peaks due to OH, CH, C = O, CO and COC bonds can be confirmed. From these absorption peaks, it is estimated that chemical groups such as -COOH, -OH and = O are attached to the surface of the carbon quantum dots. can do. When the synthesized solution is dried, it becomes a sticky black gel. The x-ray diffraction pattern of the gel is shown in (f) of FIG.
합성한 용액을 투과전자현미경(TEM)으로 측정한 사진은 도 1의 (g)-(p)와 같으며, 용액 속에 포함된 탄소양자점의 크기, 형태, 결정격자 등을 확인하였다. 도 1의 (g)와 (i) 사진에서 탄소양자점의 크기를 측정하였다. 탄소양자점의 크기분포는 도 1의 (q)와 같으며, 탄소양자점의 평균크기는 약 2.64nm이다. 도 1의 (h)와 (j)는 도 1의 (g)와 (i)를 부분 확대한 TEM 사진이며, 사진에서와 같이 탄소양자점의 결정면 무늬가 나타난다. 도 1의 (k)는 결정면 무늬가 뚜렷한 탄소양자점 사진이며 결정면 무늬의 회절무늬는 도 1의 (l)이다. 도 1의 (l)의 회절점은 6각 대칭성을 가지고 있으며 흑연의 c-면이 가지는 대칭성과 같다. 도 1의 (m) 사진과 (n) 사진에서도 결정면 무늬와 6각 대칭성의 회절패턴을 볼 수 있다. 도 1의 (o)와 (p) 사진은 결정면 무늬의 간격을 측정하여 흑연의 결정면과 비교하였다.1 (g) - (p). The size, shape, crystal lattice, etc. of the carbon quantum dots contained in the solution were confirmed by a transmission electron microscope (TEM). 1 (g) and 1 (i), the size of the carbon quantum dots was measured. The size distribution of the carbon quantum dots is shown in (q) of FIG. 1, and the average size of the carbon quantum dots is about 2.64 nm. Figs. 1 (h) and 1 (j) are TEM images obtained by partially enlarging (g) and (i) in Fig. 1, and a crystal surface pattern of carbon quantum dots appears as shown in the photograph. 1 (k) is a photograph of a carbon quantum dots with a definite crystal pattern, and FIG. 1 (1) shows a diffraction pattern of the crystal pattern. The diffraction point of FIG. 1 (1) has hexagonal symmetry and is equal to the symmetry of the c-plane of graphite. In FIGS. 1 (m) and (n), the diffraction pattern of the crystal face pattern and the hexagonal symmetry can be seen. In FIGS. 1 (o) and (p), the intervals between crystal faces were measured and compared with that of graphite.
도 1의 (a)-(p)의 결과를 정리하면, 합성 예 1의 방법으로 합성한 입자는 평균크기가 2.64nm인 흑연입자이고, 입자의 표면에 -COOH, -OH, =O 기가 부착되어 있으며 양자점의 형광특성을 나타내는 탄소양자점임을 알 수 있다.
1 (a) to 1 (p), the particles synthesized by the method of Synthesis Example 1 are graphite particles having an average size of 2.64 nm, and -COOH, -OH, and = O groups are attached And it is a carbon QD point showing the fluorescence characteristic of the quantum dot.
도 2는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 2의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 2의 경우, 증류수 37.5cc, 아세틸아세톤 3g, 질산 1g을 혼합하여 내부부피가 60cc인 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 2 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 2 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 2 shown in Table 1, 37.5 cc of distilled water, 3 g of acetylacetone and 1 g of nitric acid were mixed, And the reaction was carried out at 250 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 2의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.185이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 2의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1667, 0.1464)와 (0.1883, 0.2455)이다. 도 2의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 용액이 든 유리병(vial)의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 2의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 2의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 2 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.185. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1667, 0.1464) and (0.1883, 0.2455), respectively. 2 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. 2 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating and emitting ultraviolet LED (380 nm) from a lower part of a vial containing a solution, and a photograph taken with a blue LED (460 nm) (f).
도 3은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 3의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 3의 경우, 증류수 500cc, 구연산 36g, 질산 12g을 혼합하여 내부부피가 1200cc인 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 3 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 3 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In Synthesis Example 3 of Table 1, 500 cc of distilled water, 36 g of citric acid and 12 g of nitric acid were mixed, The reaction was carried out at 250 ° C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 3의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.937이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 3의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1811, 0.1901)와 (0.2006, 0.2883)이다. 도 3의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관의 사진이다. 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 3의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 3의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 3 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.937. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1811, 0.1901) and (0.2006, 0.2883), respectively. 3 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 3 (e) shows a fluorescence image taken by irradiation with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing the solution, and FIG. 3 (f) to be.
도 4는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 4의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 4의 경우, 증류수 40cc, 구연산 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 4 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 4 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 4 of Table 1, 40 cc of distilled water, 3 g of citric acid and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; / RTI > for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 4의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.0304이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 4의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1677, 0.1462)와 (0.2001, 0.2668)이다. 도 4의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관의 사진이다. 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 4의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 4의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 4 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.0304. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1677, 0.1462) and (0.2001, 0.2668), respectively. 4 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. (E) of FIG. 4 (e) is a photograph of the fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of the glass bottle containing the solution, and FIG. to be.
도 5는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 5의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 5의 경우, 증류수 37.5cc, 글루코스 1g, 질산 3g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 5 shows the results of summarizing the characteristics of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of the synthesis example 5 of Table 1, 37.5 cc of distilled water, 1 g of glucose and 3 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 5의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.0096이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 5의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1716, 0.1200)와 (0.2841, 0.2670)이다. 도 5의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 5의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 5의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 5 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.0096. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1716, 0.1200) and (0.2841, 0.2670), respectively. 5 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 5E shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing the synthesized solution, FIG. 5E shows a fluorescence image taken with a blue LED (460 nm) f).
도 6은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 6의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 6의 경우, 증류수 37.5cc, 글루코스 1.2g, 질산 2g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 6 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 6 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 6 shown in Table 1, 37.5 cc of distilled water, 1.2 g of glucose and 2 g of nitric acid were mixed, And reacted at 245 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 6의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.117이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 6의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1659, 0.1590)와 (0.1812, 0.2772)이다. 도 6의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 6의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 6의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 6 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.117. The fluorescence spectra measured by excitation with the light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 6 (b) and 6 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1659, 0.1590) and (0.1812, 0.2772), respectively. 6 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. 6 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing the synthesized solution, and FIG. 6 f).
도 7은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 7의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 7의 경우, 증류수 37.5cc, 설탕 1g, 질산 3g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 7 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 7 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 7 of Table 1, 37.5 cc of distilled water, 1 g of sugar and 3 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 7의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.130이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 7의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1641, 0.1479)와 (0.1777, 0.2546)이다. 도 7의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 7의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 7의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 7 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.130. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 7 (b) and 7 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1641, 0.1479) and (0.1777, 0.2546), respectively. 7 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. 7 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing the synthesized solution, and FIG. 7 f).
도 8은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 8의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 8의 경우, 증류수 37.5cc, 설탕 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 8 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 8 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 8 of Table 1, 37.5 cc of distilled water, 3 g of sugar and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 8의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.564이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 8의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1827, 0.1922)와 (0.1843, 0.2843)이다. 도 8의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 8의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 8의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 8 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.564. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 8 (b) and 8 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1827, 0.1922) and (0.1843, 0.2843), respectively. 8 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 8 (e) is a photograph showing fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from below the glass bottle containing the synthesized solution, and FIG. 8 f).
도 9는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 9의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 9의 경우, 증류수 37.5cc, 전분 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 9 shows the results of summarizing the characteristics of the carbon quantum dot synthesized in the method of the present invention. In the case of the synthesis example 9 of Table 1, 37.5 cc of distilled water, 3 g of starch and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 9의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.410이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 9의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1724, 0.1692)와 (0.1826, 0.2729) 이다. 도 9의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 9의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 9의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 9 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.410. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 9 (b) and 9 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1724, 0.1692) and (0.1826, 0.2729), respectively. 9 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. 9 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing the synthesized solution, and FIG. 9 f).
도 10은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 10의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 10의 경우, 증류수 37.5cc, 초산 3g, 질산 2g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 24시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 10 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 10 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 10 of Table 1, 37.5 cc of distilled water, 3 g of acetic acid and 2 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 24 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 10의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.00475이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 10의 (b), (c)와 같다. 도 10의 (b)의 색좌표는 (0.1769, 0.1340)이며, 도 10의 (c)는 형광이 아주 약한 경우에 해당하므로 색좌표를 계산하지 않았다. 도 10의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관의 사진이다. 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 10의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 10의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 10 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.00475. Fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 10 (b) and (c), respectively. 10 (b) is (0.1769, 0.1340), and FIG. 10 (c) corresponds to the case where the fluorescence is very weak, so that the color coordinates are not calculated. 10 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. (E) of FIG. 10 (c) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a solution, and FIG. to be.
도 11은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 11의 특성을 정리한 결과로서 표 1의 합성 예 11의 경우, 증류수 37.5cc, 주석산 2g, 질산 2g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 11 is a summary of the characteristics of Synthesis Example 11 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 11 of Table 1, 37.5 cc of distilled water, 2 g of tartaric acid and 2 g of nitric acid were mixed, For 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 11의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.0787이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 11의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1682, 0.1450)와 (0.0.1906, 0.2529) 이다. 도 11의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 11의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 11의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 11 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.0787. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 11 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1682, 0.1450) and (0.0.1906, 0.2529), respectively. 11 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 11 (e) is a photograph showing fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from below the glass bottle containing the synthesized solution, and FIG. 11 f).
도 12는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 12의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 12의 경우, 증류수 37.5cc, 요소 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 12 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 12 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 12 of Table 1, 37.5 cc of distilled water, 3 g of urea and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 12의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.00147이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 12의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1637, 0.1167)와 (0.1899, 0.2526) 이다. 도 12의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 12의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 12의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 12 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.00147. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 12 (b) and 12 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1637, 0.1167) and (0.1899, 0.2526), respectively. 12 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 12 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from below the glass bottle containing the synthesized solution, and FIG. 12 f).
도 13은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 13의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 13의 경우, 증류수 37.5cc, 글루타민산 1g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 13 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 13 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 13 of Table 1, 37.5 cc of distilled water, 1 g of glutamic acid and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 13의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.123이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 13의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1653, 0.1215)와 (0.2062, 0.2454) 이다. 도 13의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 13의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 13의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 13 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.123. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are as shown in FIGS. 13 (b) and 13 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1653, 0.1215) and (0.2062, 0.2454), respectively. 13 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 13 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing the synthesized solution, and FIG. 13 f).
도 14는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 14의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 14의 경우, 증류수 37.5cc, 올레익산 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 14 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 14 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 14 shown in Table 1, 37.5 cc of distilled water, 3 g of oleic acid and 1 g of nitric acid were mixed and placed in a high- And reacted at 250 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 14의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.0384이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 14의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1622, 0.1136)와 (0.0.1740, 0.1967) 이다. 도 14의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 14의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 14의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 14 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.0384. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 14 (b) and 14 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1622, 0.1136) and (0.0.1740, 0.1967), respectively. 14 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 14 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing the synthesized solution, and FIG. 14 f).
도 15는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 15의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 15의 경우, 증류수 37.5cc, 아세트페논 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 15 is a summary of the properties of Synthesis Example 15 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 15 shown in Table 1, 37.5 cc of distilled water, 3 g of acetophenone and 1 g of nitric acid were mixed and placed in a high- And reacted at 245 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 15의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.111이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 15의 (b), (c)와 같다. 도 15의 (b)의 색좌표는 (0.2401, 0.2271)이며, 도 15의 (c)는 형광이 아주 약한 경우에 해당하므로 색좌표를 계산하지 않았다. 도 15의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관의 사진이다. 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 15의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 15의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 15 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.111. Fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 15 (b) and (c), respectively. The color coordinates of FIG. 15 (b) are (0.2401, 0.2271), and FIG. 15 (c) corresponds to the case where the fluorescence is very weak. 15 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. (E) of FIG. 15 (b) is a photograph showing fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a solution, and FIG. to be.
도 16은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 16의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 16의 경우, 과산화수소 37.5cc, 아세틸아세톤 3g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 이 합성에서 산화제인 과산화수소는 용매이기도 하며 아세틸아세톤을 분해하여 반응을 촉진하는 촉진제이다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 16 shows the results of summarizing the characteristics of the synthesis example 16 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of the synthesis example 16 of Table 1, 37.5 cc of hydrogen peroxide and 3 g of acetylacetone were mixed and put into a high- The reaction was continued for 30 hours. In this synthesis, hydrogen peroxide, which is an oxidizing agent, is also a solvent and is an accelerator that accelerates the reaction by decomposing acetylacetone. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 16의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.197이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 16의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1684, 0.1393)와 (0.1854, 0.2287)이다. 도 16의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관의 사진이다. 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 16의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 16의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 16 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.197. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 16 (b) and 16 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1684, 0.1393) and (0.1854, 0.2287), respectively. 16 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 16 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a solution, and FIG. 16 (f) to be.
도 17은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 17의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 17의 경우, 증류수 37.5cc, 글루코스 3g, 황산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 17 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 17 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 17 of Table 1, 37.5 cc of distilled water, 3 g of glucose and 1 g of sulfuric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 17의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.170이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 17의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1685, 1425)와 (0.2144, 0.3331) 이다. 도 17의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 17의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 17의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 17 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.170. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 17 (b) and 17 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1685, 1425) and (0.2144, 0.3331), respectively. 17 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 17 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from below the glass bottle containing the synthesized solution, and FIG. 17 f).
도 18은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 18의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 18의 경우, 증류수 37.5cc, 아세틸아세톤 3g, 칼륨보로하이드라이드(KBH4) 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 18 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 18 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 18 of Table 1, 37.5 cc of distilled water, 3 g of acetylacetone, 3 g of potassium borohydride (KBH 4 ) Were added to the autoclave and reacted at 245 ° C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 18의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.480이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 18의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1910, 0.1899)와 (0.2109, 0.3193) 이다. 도 18의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 합성한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 18의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 18의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 18 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.480. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 18 (b) and 18 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1910, 0.1899) and (0.2109, 0.3193), respectively. 18 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 18 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from below the glass bottle containing the synthesized solution, and FIG. 18 f).
도 19, 즉 도 19a 내지 도 19d는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 19의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 19의 경우, 메탄올 500cc, 아세틸아세톤 36g, 질산 12g을 혼합하여 내부부피가 1200cc인 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 19, that is, Figs. 19A to 19D are the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 19 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In Synthesis Example 19 of Table 1, 500cc of methanol, 36g of acetylacetone, The mixture was placed in a high-pressure reactor having an internal volume of 1200 cc and reacted at 250 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/15 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 19의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.241이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 3.62이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 19의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1776, 0.1763)와 (0.1964, 0.2739) 이다. 도 19의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/15 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 19의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 19의 (f)이다.The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/15 ratio of the synthesis solution is shown in FIG. 19 (a), and the absorption coefficient at 0.25 nm is 0.241. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 3.62. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 19 (b) and 19 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1776, 0.1763) and (0.1964, 0.2739), respectively. 19 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 19 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/15 ratio solution, and FIG. 19 19 (f).
합성용액의 TEM 사진은 도 19의 (g)와 같다. 50nm의 스케일(scale)에서 측정한 TEM 사진에서는 응집되지 않고 분산된 양자점 입자들을 볼 수 있으며, 각 입자를 확대한 5개의 사진에서는 결정격자면이 선명하였다. TEM 사진에서 측정한 양자점 입자의 평균 크기는 4.15nm이며, 크기에 따른 분포는 도 19의 (h)와 같다. 합성한 용액의 FT-IR 스펙트럼은 도 19의 (i)와 같다. IR스펙트럼에서 O-H, C-H, C=O, C-O, C-O-C 결합에 의한 흡수 피크들을 확인할 수 있으며, 이는 탄소양자점의 표면에 -COOH, -OH, =O 등의 화학기가 붙어있음을 추정할 수 있다.
A TEM photograph of the synthesis solution is shown in Figure 19 (g). In the TEM photographs measured at a scale of 50 nm, the quantum dot particles that were not agglomerated could be seen, and the crystal lattice plane was clear in the five photographs in which each particle was enlarged. The average size of the quantum dot particles measured in the TEM photograph is 4.15 nm, and the distribution according to the size is shown in FIG. 19 (h). The FT-IR spectrum of the synthesized solution is shown in Fig. 19 (i). In the IR spectrum, absorption peaks due to OH, CH, C = O, CO, and COC bonds can be confirmed. It can be presumed that a chemical group such as -COOH, -OH and ═O is attached to the surface of the carbon quantum dots.
도 20은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 20의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 20의 경우, 메탄올 37.5cc, 아세틸아세톤 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 20 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 20 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 20 of Table 1, 37.5 cc of methanol, 3 g of acetylacetone and 1 g of nitric acid were mixed, And reacted at 250 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/15 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 20의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.129이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 1.94이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 20의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1768, 0.1754)와 (0.1939, 0.2716) 이다. 도 20의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/15 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 20의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 20의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the synthesis solution at 1/15 ratio is shown in FIG. 20 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.129. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 1.94. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 20 (b) and 20 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1768, 0.1754) and (0.1939, 0.2716), respectively. 20 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 20 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/15 ratio solution, and FIG. 20 20 (f).
도 21은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 21의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 21의 경우, 메탄올 20cc, 증류수 20cc, 아세틸아세톤 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 21 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 21 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 21 of Table 1, 20 cc of methanol, 20 cc of distilled water, 3 g of acetylacetone and 1 g of nitric acid were mixed, And reacted at 250 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/5 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 21의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.136이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 0.679이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 21의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1708, 0.1534)와 (0.1962, 0.2784) 이다. 도 21의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/5 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 21의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 21의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the synthesis solution at 1/5 ratio is as shown in FIG. 21 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.136. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 0.679. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 21 (b) and 21 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1708, 0.1534) and (0.1962, 0.2784), respectively. 21 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. 21 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a solution diluted at 1/5 ratio, and FIG. 21 21 (f).
도 22는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 22의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 22의 경우, 메탄올 37.5cc, 아세톤 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 22 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 22 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 22 of Table 1, 37.5 cc of methanol, 3 g of acetone and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/10 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 22의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.152이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 1.52이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 22의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1722, 0.1671)와 (0.1848, 0.2632) 이다. 도 22의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/10 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 22의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 22의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with a 1/10 ratio of the synthesis solution is shown in FIG. 22 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.152. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 1.52. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 22 (b) and 22 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1722, 0.1671) and (0.1848, 0.2632), respectively. 22 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 22 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/10 ratio solution, and FIG. 22 (F) of FIG.
도 23은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 23의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 23의 경우, 메탄올 37.5cc, 아세토페논 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 23 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 23 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 23 of Table 1, 37.5 cc of methanol, 3 g of acetophenone and 1 g of nitric acid were mixed and placed in a high- And reacted at 250 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/7 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 23의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.144이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 1.01이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 23의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1689, 0.1111)와 (0.2016, 0.2659) 이다. 도 23의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/7 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 23의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 23의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/7 ratio of the synthesis solution is shown in FIG. 23 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.144. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 1.01. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 23 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1689, 0.1111) and (0.2016, 0.2659), respectively. 23 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 23 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a solution diluted at 1/7 ratio, and FIG. 23 23 (f).
도 24는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 24의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 24의 경우, 메탄올 37.5cc, 올레익산 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 24 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 24 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 24 of Table 1, 37.5 cc of methanol, 3 g of oleic acid and 1 g of nitric acid were mixed, And reacted at 250 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 24의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.254이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 24의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1836, 0.1137)와 (0.2038, 0.2861) 이다. 도 24의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/7 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 24의 (e)이며, 청색LED (460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 24의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 24 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.254. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 24 (b) and 24 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1836, 0.1137) and (0.2038, 0.2861), respectively. 24 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 24 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing the diluted solution at 1/7 ratio, and FIG. 24 24 (f).
도 25, 즉 도 25a 내지 도 25e는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 25의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 25의 경우, 에탄올 550cc, 아세틸아세톤 36g, 질산 5.4g을 혼합하여 내부부피가 1200cc인 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물에는 탄소양자점이 생성되었다. 검은색의 액체상태인 합성물을 포(pore) 크기가 0.1㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액(permeate)을 분리하였다. 투과액은 탄소양자점의 특성을 보였다. 25, that is, Figs. 25A to 25E are the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 25 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention, and in the case of Synthetic Example 25 of Table 1, 550cc of ethanol, 36g of acetylacetone, Were mixed and placed in a high-pressure reactor having an internal volume of 1200 cc and reacted at 250 ° C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. Carbon quantum dots were formed in the composite. The black liquid composition was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.1 占 퐉 to separate the black permeate. The permeate showed the characteristics of carbon quantum dots.
투과용액을 1/20 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 25의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.263이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 5.25이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 25의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1772, 0.1111)와 (0.1955, 0.2759) 이다. 도 25의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/20 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 25의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 25의 (f)이다. 투과액의 FT-IR 스펙트럼은 도 25의 (g)와 같다. IR스펙트럼에서 O-H, C-H, C=O, C-O, C-O-C 결합에 의한 흡수 피크들을 확인할 수 있다. 투과액을 건조하여 측정한 X-선 회절패턴은 도 25의 (h)와 같다. The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with 1/20 of the permeation solution is shown in FIG. 25 (a) and the absorption coefficient at 0.25 nm is 0.263. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 5.25. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 25 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1772, 0.1111) and (0.1955, 0.2759), respectively. 25 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. 25 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/20 ratio solution, and FIG. 25 (F) of Fig. The FT-IR spectrum of the permeate is shown in Fig. 25 (g). IR spectra show absorption peaks due to O-H, C-H, C = O, C-O and C-O-C bonds. The X-ray diffraction pattern measured by drying the permeated liquid is shown in Fig. 25 (h).
도 25의 (i), (j), (k)는 투과액의 TEM으로 측정한 사진과 결과들이다. TEM 사진 도 25의 (i-1)에서 구형 CQD의 크기를 확인할 수 있다. 도 25의 (i-2)는 도 25의 (i-1)의 부분을 확대하여 측정한 사진이며, 결정격자면이 뚜렷이 보이는 CQD이다. 도 25의 (i-2)의 한 입자의 결정격자를 푸리에변환한 회절패턴은 도 25의 (i-3)이다. 회절패턴이 찌그러진 6각형을 형성하였다. 도 25의 (j-1), (j-2)는 결정격자면이 뚜렷이 측정되는 탄소양자점들이며, 측정된 격자거리와 면지수를 표시하였다. 도 25의 (j-2)는 결정격자를 푸리에변환한 회절패턴이다. 도 25의 (k)는 TEM으로 측정한 탄소양자점 입자의 크기분포를 나타낸 것이며, 평균 크기는 약 4.40nm이다.
25 (i), (j) and (k) are photographs and results of TEM measurement of the permeated liquid. TEM image The size of spherical CQD can be confirmed in (i-1) of FIG. 25 (i-2) is an enlarged photograph of the portion (i-1) in Fig. 25, and is a CQD in which the crystal lattice plane is clearly visible. The diffraction pattern obtained by Fourier-transforming the crystal lattice of one particle in Fig. 25 (i-2) is (i-3) in Fig. Thereby forming a distorted hexagonal shape of the diffraction pattern. 25 (j-1) and (j-2) are carbon quantum dots whose crystal lattice planes are clearly measured, and the measured lattice distances and surface indices are shown. 25 (j-2) is a diffraction pattern obtained by Fourier transforming the crystal lattice. 25 (k) shows the size distribution of the carbon quantum dot particles measured by TEM, and the average size is about 4.40 nm.
도 26은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 26의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 26의 경우, 에탄올 45cc, 아세틸아세톤 3g, 질산 0.45g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 26 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 26 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 26 of Table 1, 45 cc of ethanol, 3 g of acetylacetone and 0.45 g of nitric acid were mixed and put in a high- And reacted at 250 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/15 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 26의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.148이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 2.23이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 26의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1747, 0.1694)와 (0.1887, 0.2590) 이다. 도 26의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/15 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 26의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 26의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the synthesis solution at 1/15 ratio is shown in FIG. 26 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.148. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 2.23. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 26 (b) and 26 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1747, 0.1694) and (0.1887, 0.2590), respectively. Figure 26 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 26 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/15 ratio solution, and FIG. 26 (F) of Fig. 26.
도 27은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 27의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 27의 경우, 에탄올 45cc, 아세틸아세톤 3g, 질산 0.45g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 230℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 27 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 27 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 27 of Table 1, 45 cc of ethanol, 3 g of acetylacetone and 0.45 g of nitric acid were mixed and put into a high- And reacted at 230 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/5 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 27의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.233이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 1.16이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 27의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1711, 0.1608)와 (0.1857, 0.2573) 이다. 도 27의 는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/5 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 27의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 27의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/5 ratio of the synthesis solution is shown in Fig. 27 (a), and the absorption coefficient at 0.25 nm is 0.233. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 1.16. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 27 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1711, 0.1608) and (0.1857, 0.2573), respectively. 27 is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. (E) of FIG. 27 (b) is a photograph of the fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of the glass bottle containing the diluted solution at 1/5 ratio, (F) of FIG.
도 28은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 28의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 28의 경우, 에탄올 45cc, 아세틸아세톤 3g, 질산 0.45g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 280℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 28 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 28 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 28 of Table 2, 45 cc of ethanol, 3 g of acetylacetone and 0.45 g of nitric acid were mixed and placed in a high- And reacted at 280 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/15 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 28의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.0875이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 1.31이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 28의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1809, 0.1794)와 (0.2035, 0.3331)이다. 도 28의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/15 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 28의(e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 28의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/15 ratio of the synthesis solution is as shown in FIG. 28 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.0875. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 1.31. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 28 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1809, 0.1794) and (0.2035, 0.3331), respectively. 28 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 28 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/15 ratio solution, and FIG. 28 28 (f).
도 29는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 29의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 29의 경우, 에탄올 37.5cc, 아세틸아세톤 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 29 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 29 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 29 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 3 g of acetylacetone and 1 g of nitric acid were mixed and placed in a high- And reacted at 250 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/36 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 29의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.173이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 6.24이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 29의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1808, 0.1770)와 (0.1978, 0.2777) 이다. 도 29의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/36 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 29의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 29의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the synthesis solution at 1/36 ratio is as shown in FIG. 29 (a), and the absorption coefficient at 0.1 nm is 500 nm. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 6.24. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 29 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1808, 0.1770) and (0.1978, 0.2777), respectively. 29 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 29 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a 1/36 diluted solution, and FIG. 29 (F) of Fig. 29.
도 30은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 30의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 30의 경우, 에탄올 20cc, 아세틸아세톤 9g, 질산 3g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 30 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 30 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 30 of Table 2, 20 cc of ethanol, 9 g of acetylacetone and 3 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과액을 1/500 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 30의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.117이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과액의 흡수계수는 58.6이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 30의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1973, 0.2186)와 (0.2219, 0.3130) 이다. 도 30의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/500 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 30의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 30의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the permeate at 1/500 ratio is as shown in Fig. 30 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.117. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate is 58.6. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 30 (b) and 30 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1973, 0.2186) and (0.2219, 0.3130), respectively. 30 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 30 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a solution diluted at 1/500 ratio, and FIG. 30 (F) of Fig.
도 31은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 31의 특성을 정리한 결과로서, 표 1의 합성 예 31의 경우, 에탄올 20cc, 아세틸아세톤 15g, 질산 5g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 20시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 31 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 31 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 31 of Table 1, 20 cc of ethanol, 15 g of acetylacetone and 5 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 20 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과액을 1/200 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 31의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.376이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과액의 흡수계수는 75.1이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 31의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1870, 0.1943)와 (0.2086, 0.2942) 이다. 도 31의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/200 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 31의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 31의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with a 1/200 ratio of the permeate is as shown in Fig. 31 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.376. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate is 75.1. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 31 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1870, 0.1943) and (0.2086, 0.2942), respectively. 31 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 31 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a solution diluted with a 1/200 ratio, and FIG. 31 (F) of Fig.
도 32는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 32의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 32의 경우, 에탄올 45cc, 구연산 3g, 질산 0.45g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 32 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 32 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 32 of Table 2, 45 cc of ethanol, 3 g of citric acid and 0.45 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 32의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.345이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 32의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1809, 0.1811)와 (0.1949, 0.2645) 이다. 도 32의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 32의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 32의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in Figure 32 (a) and the absorption coefficient at 0.3 nm is 500 nm. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 32 (b) and 32 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1809, 0.1811) and (0.1949, 0.2645), respectively. Figure 32 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. (E) of FIG. 32 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing the solution, and FIG. to be.
도 33은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 33의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 33의 경우, 에탄올 40cc, 비타민C 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. FIG. 33 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 33 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In Synthesis Example 33 of Table 2, 40 cc of ethanol, 3 g of vitamin C and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/100 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 33의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.256이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 25.6이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 33의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1931, 0.2127)와 (0.2143, 0.3034) 이다. 도 33의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/100 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 33의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 33의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the synthesis solution at a ratio of 1/100 is as shown in FIG. 33 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.256. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 25.6. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 33 (b) and 33 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1931, 0.2127) and (0.2143, 0.3034), respectively. 33 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 33 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a diluted solution at 1/100 ratio, and FIG. 33 (F) of Fig.
도 34는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 34의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 34의 경우, 에탄올 20cc, 비타민C 9g, 질산 3.24g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 34 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 34 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 34 shown in Table 2, 20 cc of ethanol, 9 g of vitamin C and 3.24 g of nitric acid were mixed and placed in a high- And reacted at 250 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과액을 1/100 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 34의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.363이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과용액의 흡수계수는 36.3이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 34의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1795, 0.1834)와 (0.1997, 0.2888) 이다. 도 34의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/100 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 34의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 34의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the permeate at 1/100 ratio is as shown in Fig. 34 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.363. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate solution is 36.3. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 34 (b) and 34 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1795, 0.1834) and (0.1997, 0.2888), respectively. Figure 34 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 34 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle having a solution diluted with 1/100 ratio, and FIG. 34 34 (f).
도 35는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 35의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 35의 경우, 에탄올 37.5cc, 글루타민 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 35 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 35 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 35 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 3 g of glutamine and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과액을 1/31 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 35의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.210이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과용액의 흡수계수는 6.51이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 35의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1816, 0.1790)와 (0.1994, 0.2777) 이다. 도 35의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/31 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 35의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 35의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the permeate at 1/31 ratio is as shown in Fig. 35 (a), and the absorption coefficient at 0.25 nm is 0.210. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate solution is 6.51. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 35 (b) and 35 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1816, 0.1790) and (0.1994, 0.2777), respectively. Figure 35 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 35 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a 1/31 ratio diluted solution, and FIG. 35 (F) of Fig.
도 36은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 36의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 36의 경우, 에탄올 37.5cc, 글루코스 1g, 질산 3g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 36 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 36 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 36 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 1 g of glucose and 3 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/81비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 36의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.320이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 25.9이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 36의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1931, 0.2300)와 (0.2079, 0.3019) 이다. 도 36의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/81 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 36의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 36의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/81 ratio of the synthesis solution is shown in FIG. 36 (a), and the absorption coefficient at 0.3 nm is 0.320 at 500 nm. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 25.9. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 36 (b) and 36 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1931, 0.2300) and (0.2079, 0.3019), respectively. Figure 36 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 36 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/81 ratio solution, and FIG. 36 (F) of Fig.
도 37은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 37의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 36의 경우, 에탄올 37.5cc, 흰 설탕 1g, 질산 3g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 37 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 37 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 36 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 1 g of white sugar and 3 g of nitric acid were mixed and placed in a high- And reacted at 250 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과용액을 1/81비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 37의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.339이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과용액의 흡수계수는 27.5이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 37의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1958, 0.2317)와 (0.2206, 0.3368) 이다. 도 37의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/81 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 37의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 37의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of a solution obtained by diluting the permeation solution at 1/81 ratio is shown in FIG. 37 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.339. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate solution is 27.5. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 37 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1958, 0.2317) and (0.2206, 0.3368), respectively. Figure 37 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 37 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a solution diluted at 1/81 ratio, and FIG. 37 37 (f).
도 38은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 38의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 38의 경우, 에탄올 20cc, 흰 설탕 15g, 질산 5g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 38 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 38 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 38 of Table 2, 20 cc of ethanol, 15 g of white sugar and 5 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/81 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 38의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.248이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 20.1이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 38의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1916, 0.2133)와 (0.2232, 0.3121) 이다. 도 38의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/81 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 38의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 38의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/81 ratio of the synthesis solution is shown in FIG. 38 (a), and the absorption coefficient at 0.25 nm is 0.248. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 20.1. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 38 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1916, 0.2133) and (0.2232, 0.3121), respectively. Figure 38 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. 38 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a solution diluted 1/81 in proportion to the fluorescence emitted by a blue LED (460 nm) (F) of Fig.
도 39는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 39의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 39의 경우, 에탄올 37.5cc, 흰 설탕 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 39 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 39 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 39 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 3 g of white sugar and 1 g of nitric acid were mixed and placed in a high- And reacted at 245 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/111 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 39의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.201이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 22.4이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 39의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.2146, 0.2467)와 (0.2505, 0.3324) 이다. 도 39의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/111 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 39의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 39의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/111 ratio of the synthesis solution is shown in Figure 39 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.201. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 22.4. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 39 (b) and 39 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.2146, 0.2467) and (0.2505, 0.3324), respectively. 39 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 39 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a solution diluted with 1/111 ratio, and FIG. 39 (F) of Fig.
도 40은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 40의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 40의 경우, 에탄올 37.5cc, 주석산 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 40 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 40 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 40 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 3 g of tartaric acid and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과액을 1/11비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 40의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.391이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과액의 흡수계수는 4.30이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 40의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1945, 0.2139)와 (0.2187, 0.2951) 이다. 도 40의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/11 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 40의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 40의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the permeate at 1/11 ratio is as shown in Fig. 40 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.391. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate is 4.30. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 40 (b) and 40 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1945, 0.2139) and (0.2187, 0.2951), respectively. 40 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 40 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a solution diluted at 1/11 ratio, and FIG. 40 (F) of FIG.
도 41은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 41의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 41의 경우, 에탄올 45cc, 요소 3g, 질산 3g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 41 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 41 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 41 of Table 2, 45cc of ethanol, 3g of urea and 3g of nitric acid were mixed and put into a high- For 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/13비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 41의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.128이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 1.66이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 41의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1749, 0.1496)와 (0.0.2060, 0.2565) 이다. 도 41의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/13 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 41의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 41의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/13 ratio of the synthesis solution is shown in FIG. 41 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.128. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 1.66. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 41 (b) and 41 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1749, 0.1496) and (0.0.2060, 0.2565), respectively. 41 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 41 (e) is a photograph showing fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/13 ratio solution, and FIG. 41 (F) of Fig.
도 42는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 42의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 42의 경우, 에탄올 37.5cc, 아세톤 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 42 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 42 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 42 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 3 g of acetone and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/10 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 42의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.156이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 1.56이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 42의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1692, 0.1439)와 (0.0.1884, 0.2437) 이다. 도 42의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/10 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 42의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 42의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the synthesis solution at a ratio of 1/10 is shown in FIG. 42 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.156. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 1.56. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 42 (b) and 42 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1692, 0.1439) and (0.0.1884, 0.2437), respectively. Figure 42 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 42 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/10 ratio solution, and FIG. 42 42 (f).
도 43은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 43의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 43의 경우, 에탄올 37.5cc, 에틸렌글리콜 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 43 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 43 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 43 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 3 g of ethylene glycol and 1 g of nitric acid were mixed and placed in a high- And reacted at 245 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과용액을 1/15 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 43의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.252이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과용액의 흡수계수는 3.78이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 43의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1951, 0.2402)와 (0.2221, 0.3180) 이다. 도 43의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/15 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 43의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 43의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the permeate solution at 1/15 ratio is shown in FIG. 43 (a), and the absorption coefficient at 0.25 nm is 0.252. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate solution is 3.78. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 43 (b) and 43 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1951, 0.2402) and (0.2221, 0.3180), respectively. Figure 43 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 43 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/15 ratio solution, and FIG. 43 (F) of Fig.
도 44는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 44의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 44의 경우, 에탄올 37.5cc, 전분 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 44 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 44 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 44 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 3 g of starch and 1 g of nitric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과용액을 1/56 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 44의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.699이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과용액의 흡수계수는 39.1이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 44의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.2084, 0.2464)와 (0.2402, 0.3322) 이다. 도 44의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/56 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 44의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 44의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/56 ratio of the permeation solution is shown in FIG. 44 (a), and the absorption coefficient at 0.6 nm is 0.699. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate solution is 39.1. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 44 (b) and 44 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.2084, 0.2464) and (0.2402, 0.3322), respectively. Figure 44 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. Figure 44 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a solution diluted at 1/56 ratio, (F) of Fig.
도 45는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 45의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 45의 경우, 에탄올 45cc, 올레익산 3g, 질산 0.16g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 45 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 45 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 45 of Table 2, 45 cc of ethanol, 3 g of oleic acid and 0.16 g of nitric acid were mixed and put in a high- And reacted at 250 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 45의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.650이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 45의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1801, 0.1885)와 (0.1951, 2838) 이다. 도 45의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 45의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 45의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 45 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.650. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 45 (b) and 45 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1801, 0.1885) and (0.1951, 2838), respectively. Figure 45 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. Figure 45 (e) shows the fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of the glass bottle containing the solution, and Figure 45 (f) to be.
도 46은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 46의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 46의 경우, 2-프로판올 40cc, 아세틸아세톤 3g, 질산 3g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 46 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 46 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 46 of Table 2, 40 cc of 2-propanol, 3 g of acetylacetone and 3 g of nitric acid were mixed, And reacted at 250 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/20 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 46의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.214이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 4.27이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 46의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1778, 0.1724)와 (0.1956, 0.2712) 이다. 도 46의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/20 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 46의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 46의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted 1/20 of the synthesis solution is shown in Figure 46 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.214. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 4.27. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 46 (b) and 46 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1778, 0.1724) and (0.1956, 0.2712), respectively. Figure 46 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 46 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/20 ratio solution, and FIG. 46 46 (f).
도 47은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 47의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 47의 경우, n-프로판올 37.5cc, 아세틸아세톤 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 47 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 47 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 47 of Table 2, 37.5 cc of n-propanol, 3 g of acetylacetone and 1 g of nitric acid were mixed, And reacted at 250 < 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/36 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 47의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.147이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 5.28이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 47의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1796, 0.1714)와 (0.2039, 0.2648) 이다. 도 47의 는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/36 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 47의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 47의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the synthesis solution at 1/36 ratio is shown in FIG. 47 (a), and the absorption coefficient at 0.1 nm is 500 nm. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 5.28. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 47 (b) and 47 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1796, 0.1714) and (0.2039, 0.2648), respectively. 47 is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 47 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a 1/36 diluted solution, and FIG. 47 47 (f).
도 48은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 48의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 48의 경우, 클로로벤젠 37.5cc, 아세틸아세톤 3g, 질산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 48 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 48 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 48 of Table 2, 37.5 cc of chlorobenzene, 3 g of acetylacetone and 1 g of nitric acid were mixed, And reacted at 245 DEG C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과용액을 1/46 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 48의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.446이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과용액의 흡수계수는 20.5이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 48의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1893, 0.2005)와 (0.2165, 0.2884) 이다. 도 48의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/46 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 48의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 48의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the permeation solution at 1/46 ratio is shown in FIG. 48 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.446. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate solution is 20.5. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 48 (b) and 48 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1893, 0.2005) and (0.2165, 0.2884), respectively. 48 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. Figure 48 (e) shows a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a solution diluted 1/46, 48 (f).
도 49는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 49의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 49의 경우, 에탄올 37.5cc, 글루코스 3g, 황산 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 49 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 49 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 49 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 3 g of glucose and 1 g of sulfuric acid were mixed, Lt; 0 > C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과액을 1/36비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 49의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.039이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과액의 흡수계수는 1.42이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 49의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1795, 0.1848)와 (0.2148, 0.2917) 이다. 도 49의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/36 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 49의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 49의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the permeate at 1/36 ratio is shown in FIG. 49 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.039. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate is 1.42. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 49 (b) and 49 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1795, 0.1848) and (0.2148, 0.2917), respectively. Figure 49 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 49 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/36 ratio solution, and FIG. 49 49 (f).
도 50은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 50의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 50의 경우, 에탄올 40cc, 흰 설탕 1g, 칼륨보로하이드라이드(KBH4) 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 합성물을 포(pore) 크기가 0.2㎛인 멤브레인 필터로 여과하여 검은색 투과액을 분리하였다. 50 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 50 of carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In Synthesis Example 50 of Table 2, 40 cc of ethanol, 1 g of white sugar, 1 g of potassium borohydride (KBH 4 ) Were added to the autoclave and reacted at 245 ° C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled. The mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 mu m to separate the black permeate.
투과액을 1/36비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 50의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.294이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 투과액의 흡수계수는 10.6이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 50의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.2051, 0.2260)와 (0.2416, 0.3150) 이다. 도 50의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/36 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 50의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 50의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution obtained by diluting the permeate at 1/36 ratio is shown in FIG. 50 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.294. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the permeate is 10.6. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 50 (b) and 50 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.2051, 0.2260) and (0.2416, 0.3150), respectively. 50 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 50 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/36 ratio solution, and FIG. 50 50 (f).
도 51은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 51의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 51의 경우, 에탄올 40cc, 아세틸아세톤 3g, 칼륨보로하이드라이드(KBH4) 1g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 51 shows the results of summarizing the characteristics of the synthesis example 51 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of the synthesis example 51 of Table 2, 40 cc of ethanol, 3 g of acetylacetone, 1 g of potassium borohydride (KBH 4 ) Were added to the autoclave and reacted at 245 ° C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/13비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 51의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.303이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 3.94이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 51의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.2286, 0.2540)와 (0.2667, 0.3235) 이다. 도 51의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/13 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 51의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 51의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/13 ratio of the synthesis solution is shown in FIG. 51 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.303. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 3.94. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 51 (b) and 51 (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.2286, 0.2540) and (0.2667, 0.3235), respectively. 51 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. 51 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/13 ratio solution, and FIG. 51 51 (f).
도 52는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 52의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 52의 경우, 에탄올 37.5cc, 벤젠 3g, 칼륨보로하이드라이드(KBH4) 0.69g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 245℃에서 30시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 52 shows the results of summarizing the characteristics of the synthesis example 52 of the carbon quantum dot synthesized by the method of the present invention. In the synthesis example 52 of Table 2, 37.5 cc of ethanol, 3 g of benzene, 0.69 g of potassium borohydride (KBH 4 ) g were added to the autoclave and reacted at 245 ° C for 30 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액을 1/11 비율로 희석한 용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 52의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.142이다. 희석한 비율에 따라 환산하면 합성용액의 흡수계수는 1.56이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 52의 (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1853, 0.1906)와 (0.2199, 0.2992) 이다. 도 52의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 1/11 비율로 희석한 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 52의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 52의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the solution diluted with the 1/11 ratio of the synthesis solution is shown in Figure 52 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.142. Based on the diluted ratio, the absorption coefficient of the synthesis solution is 1.56. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIG. 52 (c) and the fluorescence color coordinates are (0.1853, 0.1906) and (0.2199, 0.2992), respectively. Figure 52 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. FIG. 52 (e) shows a fluorescence image taken by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) at the bottom of a glass bottle containing a diluted 1/11 ratio solution, and FIG. 52 (F) of Fig.
도 53은 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 53의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 53의 경우, 에탄올 45cc, 아세틸아세톤 3g, Fe2O3 나노입자 0.3g을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 53 shows the results of summarizing the properties of Synthesis Example 53 of the carbon quantum dots synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 53 of Table 2, 45 cc of ethanol, 3 g of acetylacetone and 0.3 g of Fe 2 O 3 nanoparticles And the reaction was carried out at 250 ° C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 53의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.047이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 53의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1781, 0.1751)와 (0.2045, 0.2750) 이다. 도 53의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 53의 (e)이며, 청색LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 53의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in Figure 53 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.047. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 53 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1781, 0.1751) and (0.2045, 0.2750), respectively. Figure 53 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. 53 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating with ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing a solution, and FIG. 53 (f) to be.
도 54는 본 발명의 방법으로 합성한 탄소양자점의 합성예 54의 특성을 정리한 결과로서, 표 2의 합성 예 54의 경우, 에탄올 42.5cc, 아세틸아세톤 3g, 초산0.5cc을 혼합하여 고압반응기에 넣고 250℃에서 35시간 동안 유지하면서 반응하였다. 반응 중 용액을 균일하게 유지하기 위하여 처음 9시간 동안 200rpm으로 자기 교반하였다. 반응이 끝난 고압반응기는 자연 냉각하였다. 54 shows the results of summarizing the characteristics of Synthesis Example 54 of the carbon quantum dot synthesized by the method of the present invention. In the case of Synthesis Example 54 of Table 2, 42.5 cc of ethanol, 3 g of acetylacetone and 0.5 cc of acetic acid were mixed, And reacted at 250 DEG C for 35 hours. During the reaction, the solution was magneticly stirred at 200 rpm for the first 9 hours to keep the solution homogeneous. After the reaction, the autoclave was naturally cooled.
합성용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼은 도 54의 (a)와 같으며, 500nm에서 흡수계수는 0.0173이다. 365nm와 400nm의 광으로 여기하여 측정한 형광스펙트럼은 각각 도 54의 (b), (c)와 같으며 형광의 색좌표는 각각 (0.1745, 0.1637)와 (0.1988, 0.2505)이다. 도 54의 (d)는 합성한 용액이 담긴 시험관 사진이다. 용액이 든 유리병의 아래쪽에서 자외선 LED(380nm)로 조사하여 방출하는 형광을 찍은 사진은 도 54의 (e)이며, 청색 LED(460nm)로 조사하여 형광을 찍은 사진은 도 54의 (f)이다.
The UV-Vis absorption spectrum of the synthesis solution is shown in FIG. 54 (a), and the absorption coefficient at 500 nm is 0.0173. The fluorescence spectra measured by excitation with light of 365 nm and 400 nm are shown in FIGS. 54 (b) and (c), respectively, and the fluorescence color coordinates are (0.1745, 0.1637) and (0.1988, 0.2505), respectively. Figure 54 (d) is a photograph of a test tube containing the synthesized solution. 54 (e) is a photograph of fluorescence emitted by irradiating ultraviolet LED (380 nm) from the bottom of a glass bottle containing the solution, and FIG. 54 (f) to be.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.
Claims (9)
메탄올, 에탄올, 2-프로판올, n- 프로판올, 과산화수소, 클로로벤젠 중 어느 하나 이상인 용매와,
촉진제를 혼합하여 용액을 만드는 단계; 및
상기 용액을 220℃ 이상의 온도에서 고압반응기를 사용하여 가열하는 단계를 포함하는 탄소양자점 제조방법.Organic compound,
A solvent which is at least one of methanol, ethanol, 2-propanol, n-propanol, hydrogen peroxide and chlorobenzene,
Mixing a promoter to form a solution; And
Heating the solution using a high-pressure reactor at a temperature of at least < RTI ID = 0.0 > 220 C. < / RTI >
상기 촉진제가 산화제, 환원제, 촉매 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소양자점 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the promoter is at least one of an oxidizing agent, a reducing agent, and a catalyst.
상기 산화제가 질산, 황산, 과산화수소 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소양자점 제조방법.3. The method of claim 2,
Wherein the oxidizing agent is at least one of nitric acid, sulfuric acid, and hydrogen peroxide.
상기 환원제가 칼륨보로하이드라이드인 것을 특징으로 하는 탄소양자점 제조방법.3. The method of claim 2,
Wherein the reducing agent is potassium borohydride.
상기 촉매가 Fe2O3 나노입자인 것을 특징으로 하는 탄소양자점 제조방법.3. The method of claim 2,
The catalyst is Fe 2 O 3 Wherein the carbon nanoparticles are nanoparticles.
상기 유기화합물이 설탕, 전분, 비타민 C, 글루코스, 주석산, 구연산, 올레익산, 글루타민, 글루타민산, 요소, 벤젠, 아세틸아세톤, 아세토페논, 초산 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소양자점 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the organic compound is at least one of sugar, starch, vitamin C, glucose, tartaric acid, citric acid, oleic acid, glutamine, glutamic acid, urea, benzene, acetylacetone, acetophenone and acetic acid.
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