Pontos de Carbono Luminescentes: Avanços na Caracterização de Grupos Funcionais da superfície
Pontos de carbono; titulação potenciométrica; Superfície; grupos funcionais superficiais.
Pontos de carbono (PCs) apresentam propriedades ópticas promissoras para diversas aplicações
tecnológicas, porém a caracterização quantitativa de sua química de superfície ainda é um desafio. Neste
trabalho, PCs foram sintetizados por rota hidrotérmica a partir de ácido cítrico, glicina e da combinação de
ambos, com ênfase nos PCs obtidos da mistura dos precursores (ACGPCs). Os PCs foram caracterizados por
um conjunto de técnicas físicas como espectroscopia no infravermelho (IVTF), difração de raios X (DRX), bem
como as propriedades ópticas foram determinadas por espectroscopias de absorção e emissão. A química de
superfície foi investigada por titulação potenciométrica, com tratamento dos dados por regressão não linear
baseada no algoritmo de Levenberg–Marquardt. Os resultados da titulação indicaram que a superfície dos
ACGPCs é mais bem descrita por um modelo contendo seis sítios ionizáveis, com coeficiente de determinação
superior a 0,99. Foram identificadas diferentes populações de grupos ácidos, com valores de pKa distribuídos
principalmente entre ~5,8 e ~9,6, atribuídos a grupos carboxílicos em distintos microambientes químicos, além
de uma contribuição minoritária de grupos nitrogenados protonáveis, com pKa em torno de 10,5. A densidade
de grupos carboxílicos mostrou-se superior à de grupos nitrogenados, em concordância com a natureza dos
precursores utilizados. A IVTF confirmou a presença de carboxilas, carbonilas, carboxilatos e funções
nitrogenadas. As propriedades ópticas revelaram transições π–π* e n–π*, emissão dependente do comprimento
de onda de excitação, tempo de vida médio de ~4,9 ns e rendimento quântico de fotoluminescência de 5,2%. A
difração de raios X indicou estrutura predominantemente não-cristalina das nanopartículas. A interpretação dos
resultados evidencia forte correlação entre a química de superfície e propriedades ópticas dos PCs.