Moieties fluorescentes a través del tratamiento alcalino de óxido de grafeno: un sustituto potencial para reemplazar CRM en wLEDS
Autores: Protopapa, Maria Lucia; Burresi, Emiliano; Palmisano, Martino; Pesce, Emanuela
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Moieties fluorescentes a través del tratamiento alcalino de óxido de grafeno: un sustituto potencial para reemplazar CRM en wLEDS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Diodos emisores de luz blanca
Materias primas críticas
Nanostructuras basadas en carbono fotoluminiscentes
Residuos oxidativos
Tratamiento alcalino
óxido de grafeno
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Los diodos emisores de luz blanca (wLEDs) son centrales en las tecnologías de iluminación de próxima generación, sin embargo, su dependencia de materias primas críticas (CRMs), como los elementos de tierras raras, plantea preocupaciones sobre la sostenibilidad y la seguridad del suministro. En este trabajo, presentamos un método simple y de bajo costo para producir nanostructuras basadas en carbono fotoluminiscentes, conocidas como residuos oxidativos (OD), a través del tratamiento alcalino de óxido de grafeno (GO) utilizando soluciones de KOH que varían de 0.04 M a 1.78 M. El OD resultante, aislado del sobrenadante después de la precipitación ácida, exhibe una fotoluminiscencia (PL) fuerte y ajustable a lo largo del espectro visible. Los picos de emisión cambian de azul (~440 nm) a verde (~500 nm) y amarillo (~565 nm) en función de las condiciones de tratamiento, con longitudes de onda de excitación entre 300 y 390 nm. Se realizaron análisis ópticos, morfológicos y composicionales utilizando espectroscopía UV-Vis, AFM, FTIR y Raman, confirmando la presencia de dominios aromáticos altamente oxidados. Las fracciones que emiten en azul (S2) y en verde/amarillo (R2) fueron separadas y caracterizadas con éxito, demostrando un potencial ajuste de color al modificar la concentración de KOH y el tiempo de tratamiento. Este estudio destaca la viabilidad de reutilizar subproductos derivados de GO como alternativas sostenibles de fósforos en wLEDs, reduciendo la dependencia de CRMs y alineándose con los principios de la química verde.
Descripción
Los diodos emisores de luz blanca (wLEDs) son centrales en las tecnologías de iluminación de próxima generación, sin embargo, su dependencia de materias primas críticas (CRMs), como los elementos de tierras raras, plantea preocupaciones sobre la sostenibilidad y la seguridad del suministro. En este trabajo, presentamos un método simple y de bajo costo para producir nanostructuras basadas en carbono fotoluminiscentes, conocidas como residuos oxidativos (OD), a través del tratamiento alcalino de óxido de grafeno (GO) utilizando soluciones de KOH que varían de 0.04 M a 1.78 M. El OD resultante, aislado del sobrenadante después de la precipitación ácida, exhibe una fotoluminiscencia (PL) fuerte y ajustable a lo largo del espectro visible. Los picos de emisión cambian de azul (~440 nm) a verde (~500 nm) y amarillo (~565 nm) en función de las condiciones de tratamiento, con longitudes de onda de excitación entre 300 y 390 nm. Se realizaron análisis ópticos, morfológicos y composicionales utilizando espectroscopía UV-Vis, AFM, FTIR y Raman, confirmando la presencia de dominios aromáticos altamente oxidados. Las fracciones que emiten en azul (S2) y en verde/amarillo (R2) fueron separadas y caracterizadas con éxito, demostrando un potencial ajuste de color al modificar la concentración de KOH y el tiempo de tratamiento. Este estudio destaca la viabilidad de reutilizar subproductos derivados de GO como alternativas sostenibles de fósforos en wLEDs, reduciendo la dependencia de CRMs y alineándose con los principios de la química verde.