Солвотермально синтезированные N–S легированные углеродные точки из кожуры банана Кавендиш (Musa paradisiaca) для детекции Fe(III) и Pb(II)

Синтез N–S легированных углеродных точек (NS-CDs) выполняли с использованием кожуры банана Кавендиш (Musa paradisiaca) в качестве прекурсора и L-цистеина в качестве допанта методом солвотермального синтеза. Характеристика NS-CDs проводилась с помощью высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии (HR-TEM), рентгеновской дифракции (XRD), энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX), рентгеновской флуоресценции (XRF), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS), УФ–видимой спектроскопии, фотолюминесценции (PL) и атомно-абсорбционной спектроскопии (AAS). По данным HR-TEM, частицы имели сферическую форму (точки) со средней размерностью 2.03 нм. Рентгенодифракционные данные указывали на графитовую форму углерода, судя по отражениям (002) и (001). XRF и EDX показали, что элементный состав преимущественно представлен углеродом (C), азотом (N), серой (S) и кислородом (O). В XPS наблюдались пики S 2p, C 1s, N 1s и O 1s примерно при 64 эВ, 285 эВ, 400 эВ и 531 эВ соответственно. УФ–видимая спектроскопия показала значения ширины запрещённой зоны: 5.71 эВ (NS-CDs 3:1), 5.46 эВ (NS-CDs 3:1), 5.25 эВ (NS-CDs 1:1), 5.51 эВ (NS-CDs 1:2) и 5.56 эВ (NS-CDs 1:3). PL-характеризация образцов NS-CDs с соотношениями 3:1, 2:1, 1:1, 1:2 и 1:3 показала возбуждение при 403 нм и эмиссию при 493.39 нм, 493.65 нм, 494.98 нм, 496.04 нм и 497.11 нм соответственно. При детекции тяжёлых металлов Fe(III) и Pb(II) методом AAS образец NS-CDs 1:3 показал наилучшие результаты с адсорбционной ёмкостью 21.35 мг/л и эффективностью удаления 85.40%. Эти результаты свидетельствуют о перспективности NS-CDs как материала для обнаружения и удаления тяжёлых металлов, в частности в сточных водах.