In this study, boron nitride quantum dots (BNQDs) and polymethyl methacrylate (PMMA) nanocomposite films were produced to be used as a metal sensing material. BNQDs were synthesized from boric acid and urea using the hydrothermal method. The selectivity of PMMA/BNQDs nanocomposite films as fluorescent sensing platforms was tested for different metal ions (Fe3+, Na+ Zn2+, Mg2+, and Ca2+). The morphological, structural, and chemical properties of the produced films were determined by scanning electron microscope (SEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, and atomic force microscopy (AFM) analyses. The optical properties of the films were determined by ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-Vis). Fluorescence and sensing properties were determined using photoluminescence (PL) spectroscopy analysis. SEM and transmission electron microscopy (TEM) analyses confirmed the strong bonding and homogeneous distribution between the BNQDs and the PMMA. FT-IR and TEM analyses proved the formation of BNQDs. PMMA-BNQDs nanocomposite film showed selective fluorescence quenching properties for Fe3+ ions. The fluorescence intensity of the nanocomposite films showed a good linear relationship between 0-60 μM for Fe3+. In addition, it showed good sensitivity to detect Fe3+ ions in drinking water. Thus, this fluorescent sensing platform can be selective and sensitive in the 0-60 μM concentration range with a limit of detection (LOD) of 4.06 μM.
boron nitride quantum dots fluorescent sensing platform metal ion sensing nanocomposite film
I hereby declare that this study is an original study; that I have acted in accordance with scientific ethical principles and rules in all stages of the study, including preparation, data collection, analysis and presentation of information; that I have cited all data and information not obtained within the scope of this study and included these sources in the bibliography; that I have not made any changes to the data used, and that I have accepted all terms and conditions of the Committee on Publication Ethics (COPE) and have complied with ethical duties and responsibilities.
Bu çalışmada, metal sensör malzemesi olarak kullanılmak üzere bor nitrür kuantum noktaları (BNQDs) ve polimetil metakrilat (PMMA) nanokompozit filmleri üretilmiştir. BNQD’ler borik asit ve üre kullanılarak hidrotermal yöntemle sentezlenmiştir. PMMA/BNQDs nanokompozit filmleri floresan algılama platformu olarak seçiciliği farklı metal iyonları (Fe3+, Na+ Zn2+, Mg2+ ve Ca2+) için test edilmiştir. Üretilen filmlerin morfolojik, yapısal ve kimyasal özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM), yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskobu (HRTEM), fourier dönüşümlü kızılötesi (FT-IR) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) analizleri ile belirlenmiştir. Filmlerin optik özellikleri ultraviyole görünür bölge spektrofotometresi (UV-Vis) ile gerçekleştirilmiştir. Floresan ve algılama özellikleri fotolüminesans (PL) spektroskopisi analizi ile gerçekleştirilmiştir. SEM ve TEM analizleri, BNQD'ler ve PMMA arasındaki güçlü bağlanmayı ve homojen dağılımı doğrulamıştır. FT-IR ve TEM analizleri, BNQD’lerin oluşumunu kanıtlamıştır. PMMA-BNQD nanokompozit filmi, Fe3+ iyonları için seçici floresan söndürme özellikleri göstermiştir. Nanokompozit filmlerin floresan yoğunluğu, Fe3+ için 0-60 µM arasında iyi bir doğrusal ilişki göstermiştir. Ayrıca, içme suyundaki Fe3+ iyonlarını tespit etmede iyi bir hassasiyet sunmuştur. Bu nedenle, bu floresan algılama platformu, 4,06 µM’lik bir sınır tespiti (LOD) ile 0-60 µM konsantrasyon aralığında seçici ve hassas olabilmektedir.
bor nitrür kuantum noktaları floresan algılama platformu metal iyon algılama nanokompozit film
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Material Production Technologies |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Publication Date | April 1, 2025 |
Submission Date | September 25, 2024 |
Acceptance Date | January 15, 2025 |
Published in Issue | Year 2025 Volume: 10 Issue: 1 |
Journal of Boron by Turkish Energy Nuclear Mineral Research Agency is licensed under CC BY-NC-SA 4.0