Nghiên cứu khả năng phát hiện ion MO6+ của chấm nano carbon chế tạo từ nước chanh leo

Bài viết Nghiên cứu khả năng phát hiện ion MO6+ của chấm nano carbon chế tạo từ nước chanh leo trình bày về khả năng phát hiện ion Mo6+ của Cdots được chiết xuất từ nước chanh leo dựa trên hiệu ứng dập tắt huỳnh quang.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÁT HIỆN ION MO6+ CỦA CHẤM NANO CARBON CHẾ TẠO TỪ NƯỚC CHANH LEO Bùi Thị Hoàn Trường Đại học Thủy lợi, email:buithihoan@tu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Chấm nano carbon (Cdots) khái niệm tồn diện để nói vật liệu carbon kích cỡ nano Theo nghĩa rộng tất vật liệu nano chứa chủ yếu carbon gọi chấm carbon Gần Cdots sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực chụp ảnh sinh học, phát ion kim loại, tổng hợp kim loại, quang điện tử Việc phát ion kim loại phương pháp huỳnh quang ứng dụng quan trọng Cdots Phương pháp dựa thay đổi cường độ huỳnh quang Cdots đơn giản, tương đối rẻ tiền không đòi hỏi dụng cụ đắt tiền, hoạt động phức tạp Trong báo tơi xin trình bày khả phát ion Mo6+ Cdots chiết xuất từ nước chanh leo dựa hiệu ứng dập tắt huỳnh quang phát độ chọn lọc Cdots Mo6+ Để xác định độ nhạy phổ huỳnh quang Cdots pha trộn với dung dịch Mo6+ theo nồng độ khác ghi lại Đặc tính vật liệu phân tích hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao (HRTEM, JEOL, JEM 1010, JEOL Techniques) Phổ hồng ngoại (FTIR) mẫu đo thiết bị Fourier FTIR 6700 - Thermo Nicolet Phổ huỳnh quang mẫu ghi lại máy huỳnh quang Nano Log (Horiba, Edison, USA) KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Hình thái chấm nano carbon ảnh hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao hình Các chấm Cdots có dạng hình cầu có kích cỡ từ 15 đến 20 nm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Quả chanh leo sau rửa sạch, lọc bỏ hạt lấy nước cốt Nước chanh leo sau pha loãng nước cất theo tỷ lệ 1:1 đổ vào bình thủy nhiệt 200oC, 12 h Sau lấy khỏi lị bình thủy nhiệt để nguội tự nhiên đến nhiệt độ phòng thu dung dịch Cdots màu nâu đậm Để phân tích ion kim loại muối chúng hịa tan nước cất Các muối bao gồm ErCl3.6H2O, Ca(NO3)2ꞏ4H2O, (NH4)6Mo7O24ꞏ4H2O, CoCl2ꞏ6H2O, KCl, MgSO4ꞏ7H2O, MnCl2ꞏ NaCl, NiCl2ꞏ6H2O, SrSO4, 4H2O, ZrOCl2ꞏ8H2O, AgNO3 Tiến hành đo phổ huỳnh quang Cdots sau thêm muối nói với nồng độ 100 ppm để Hình Ảnh hiển vi điện tử truyền qua chấm nano carbon Hình phổ hồng ngoại biến đổi Fourier Cdots Đỉnh 3440 cm-1 xuất cho có mặt nhóm – OH mẫu Đỉnh 1713 cm-1 tương ứng với dao động dãn đặc trưng COOH Đỉnh 1636 cm-1 tương ứng với liên kết C = C C = O 224 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 Đỉnh hấp thụ 1390 cm-1 cho thấy tồn liên kết CH Đỉnh 1124 cm-1 tương ứng với có mặt liên kết COC Nhờ nhóm chức mà Cdots dễ dàng phân tán dung môi phân cực nước, cồn mà khơng cần biến tính bề mặt giảm mạnh Ngược lại ion khác cường độ huỳnh quang thay đổi khơng đáng kể Hình Sự thay đổi cường độ huỳnh quang Cdots có mặt ion kim loại khác với nồng độ 100 ppm Hình Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier chấm nano carbon Khả chọn lọc Cdots ion Mo6+ nghiên cứu có mặt ion khác Er3+, Ca2+, Co2+, K+, Mg2+, Mn2+, Na+, Ni2+ Hình thay đổi cường độ huỳnh quang Cdots có mặt ion có mặt đồng thời ion Mo6+ ion nói Kết cho thấy có mặt ion nói cường độ huỳnh quang Cdots thay đổi không đáng kể Nhưng ion Mo6+ thêm vào cường độ huỳnh quang giảm rõ rệt Điều chứng tỏ độ chọn lọc ion Mo6+ Cdots khơng phụ thuộc vào việc dung dịch có mặt ion khác hay khơng Hình Phổ huỳnh quang Cdots nguyên chất pha loãng nước cất Dung dịch Cdots thu có màu nâu đậm Khi chiếu xạ tia tử ngoại phát xạ ánh sáng màu xanh Hình phổ huỳnh quang Cdots nguyên chất sau pha loãng nước cất theo tỷ lệ 1: kích thích bước sóng 410 nm Điều cho việc pha loãng làm giảm tự hấp thụ dung dịch có nồng độ cao [1] Hình thể thay đổi cường độ huỳnh quang LCdots có mặt ion khác với nồng độ 100 ppm Kết cho thấy có mặt ion Mo6+ cường độ huỳnh quang Cdots bị 225 Hình Cường độ huỳnh quang Cdots có mặt ion M+ (cột màu đỏ) đồng thời hai ion Mo6+, M + (cột màu đen) Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 Đối với việc nghiên cứu độ nhạy phép đo, thay đổi cường độ huỳnh quang ghi lại sau dung dịch chứa Mo6+ với nồng độ khác từ 10 đến 100 ppm thêm vào Cdots nguyên chất 10 phút Hình cho thấy cường độ huỳnh quang Cdots giảm dần nồng độ Mo6+ tăng từ 10 đến 100 ppm Cường độ huỳnh quang gần bị dập tắt hoàn toàn Mo6+ có nồng độ 100 ppm thêm vào Cdots Điều chứng tỏ hệ cảm biến nhạy với nồng độ ion Giới hạn phát ước tính 14,78 ppm dựa công thức: 3 [2] LOD  m Với:  - độ lệch tiêu chuẩn tín hiệu mẫu nguyên chất; m - độ dốc đường phù hợp tuyến tính Các nhóm chức khác bề mặt Cdots –OH, COOH, –C–O–C… tương tác có chọn lọc với Mo6+ để hình thành phức chất Các phức chất đẩy nhanh tái tổ hợp không phát xạ electron lỗ trống thông qua việc chuyển electron quang lượng cách hiệu Kết huỳnh quang LCdots bị dập tắt [3]  KẾT LUẬN Cdots chế tạo từ nước chanh leo phương pháp thủy nhiệt 200oC 12 h có khả phát có mặt ion Mo6+ nước Sự có mặt ion kim loại khác khơng ảnh hưởng để độ chọn lọc Cdots Mo6+ Giới hạn phát ion Cdots ước chừng 14,78 ppm Hình Phổ huỳnh quang Cdots thêm ion Mo6+ với nồng độ khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình Sự phụ thuộc tỷ số (F0-F)/F theo nồng độ ion Mo6+ khoảng từ đến 100 ppm Hình phụ thuộc tỷ số (F0 – F)/F vào nồng độ Mo6+ nước khử ion Tỷ số (F0 – F)/F gần phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ theo phương trình: (F0 – F)/F = 0,079[Mo6+] – 0,43 [1] Bandi R, Gangapuram B R, Dadigala R, Eslavath R,Singh S S and Guttena V,(2016)," Facile and green synthesis of fluorescent carbon dots from onion waste and their potential applications as sensor and multicolour imaging agents", RSC Adv., Vol 6, pp 28633–28639 [2] Liu W, Diao H, Chang H, Wang H, Li T, Wei W,(2017)," Green synthesis of carbon dots from rose-heart radish and application for Fe3+ detection and cell imaging", Sensors and Actuators B, Vol 241, pp 190–198 [3] Sun X, He J, Yang S, Zheng M, Wang Y, Ma S, Zheng H,(2017)," Green synthesis of carbon dots originated from Lycii Fructus for effective fluorescent sensing of ferric ion and multicolor cell imaging", Journal of Photochemistry & Photobiology, B: Biology, Vol 175, pp 219–225 226 ... LUẬN Cdots chế tạo từ nước chanh leo phương pháp thủy nhiệt 200oC 12 h có khả phát có mặt ion Mo6+ nước Sự có mặt ion kim loại khác khơng ảnh hưởng để độ chọn lọc Cdots Mo6+ Giới hạn phát ion Cdots... Fourier chấm nano carbon Khả chọn lọc Cdots ion Mo6+ nghiên cứu có mặt ion khác Er3+, Ca2+, Co2+, K+, Mg2+, Mn2+, Na+, Ni2+ Hình thay đổi cường độ huỳnh quang Cdots có mặt ion có mặt đồng thời ion Mo6+. .. thêm ion Mo6+ với nồng độ khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình Sự phụ thuộc tỷ số (F0-F)/F theo nồng độ ion Mo6+ khoảng từ đến 100 ppm Hình phụ thuộc tỷ số (F0 – F)/F vào nồng độ Mo6+ nước khử ion Tỷ