Nghiên cứu tổng hợp chấm lượng tử carbon bằng phương pháp vi sóng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC  BÙI THỊ HUỆ TỔNG HỢP CHẤM LƢỢNG TỬ CARBON BẰNG PHƢƠNG PHÁP VI SÓNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa học Vơ HÀ NỘI – 2018 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC  BÙI THỊ HUỆ TỔNG HỢP CHẤM LƢỢNG TỬ CARBON BẰNG PHƢƠNG PHÁP VI SÓNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa học Vơ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học ThS HOÀNG QUANG BẮC HÀ NỘI – 2018 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành Khóa luận tốt nghiệp trở thành người có khả nghiên cứu khoa học, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ TS Mai Xuân Dũng ThS Hoàng Quang Bắc, người thầy tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực Em xin chân thành cảm ơn thầy khoa Hố học, thầy cô giáo trường Đại học Sư phạm Hà Nội truyền kiến thức quý báu cho em trình học tập trường cán Viện nghiên cứu khoa học Ứng dụng trường Đại học Sư phạm Hà Nội nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ em thực phép đo phổ hấp thụ UV-Vis Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thành viên nhóm N4O (Nanomaterials For Optoelectronics) giúp đỡ em nhiều suốt q trình thực khóa luận Cuối cùng, em xin dành tất thành học tập dành tặng người thân yêu gia đình, người ln bên cạnh động viên giúp đỡ em vượt qua khó khăn Nghiên cứu tài trợ từ nguồn kinh phí Khoa học công nghệ Trường Đại học Sư phạm Hà Nội cho đề tài mã số: C.2017-18-05 ThS Hoàng Quang Bắc làm chủ nhiệm đề tài Trong q trình thực khố luận cố gắng chắn tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận ý kiến đóng góp thầy, giáo bạn để nội dung khóa luận hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2018 SINH VIÊN Bùi Thị Huệ LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan Khóa luận tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu riêng em hỗ trợ từ giáo viên hướng dẫn ThS Hoàng Quang Bắc Các số liệu kết khóa luận trung thực chưa công bố cơng trình khác Đề tài khơng có chép tài liệu nào, cơng trình nghiên cứu người khác mà không rõ mục tài liệu tham khảo Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước nhà trường cam đoan này! Hà Nội, tháng năm 2018 SINH VIÊN Bùi Thị Huệ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CA…… : Citric acid CQDs… : Carbon quantum dots/Chấm lượng tử cacbon EDA…….: Ethylenediamine Eg……… : Engery gap/Độ rộng vùng cấm FT-IR… : Fourier transform infrared spectroscopy/Phổ hồng ngoại PL……….: Photoluminescence spectroscopy/Phổ phát xạ huỳnh quang QDs…… : Quantum dots/Chấm lượng tử HR-TEM : High - resolution transmission electron microscopy/Kính hiển vi điện tử truyền qua UV-vis… : Ultraviolet - visible absorption spectroscopy/Phổ hấp thụ tử ngoại - khả kiến MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC BẢNG, HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 1 Lí lựa chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Điểm đề tài NỘI DUNG CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chấm lƣợng tử 1.1.1 Khái niệm, cấu trúc, tính chất chấm lượng tử 1.1.2 Những ứng dụng chấm lượng tử 1.1.3 Những loại chấm lượng tử phổ biến 1.1.4 Xu hướng nghiên cứu chấm lượng tử 1.2 Chấm lƣợng tử carbon 10 1.2.1 Mô tả cấu trúc tính chất 11 1.2.2 Một số tiềm ứng dụng chấm lượng tử carbon 11 1.2.3 Phương pháp tổng hợp CQDs 14 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 16 2.1 Tổng hợp chấm lƣợng tử carbon 16 2.1.1 Hóa chất dụng cụ 16 2.1.2 Sơ đồ tổng hợp chấm lượng tử carbon từ CA EDA 16 2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu cấu trúc tính chất quang chấm lƣợng tử carbon 18 2.2.1 Phổ hồng ngoại IR 18 2.2.2 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 19 2.2.3 Phổ hấp thụ UV-vis 20 2.2.4 Phổ phát xạ huỳnh quang (PL) 22 2.2.5 Phương pháp đo hiệu suất lượng tử chấm lượng tử 24 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 Sự hình thành chấm lƣợng tử carbon 25 3.2 Cấu trúc chấm lƣợng tử carbon 26 3.3 Tính chất quang chấm lƣợng tử carbon 29 KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 DANH MỤC BẢNG, HÌNH VẼ Bảng 3.1 Hiệu suất phát quang dung dịch CQDs 32 Hình 1.1 QDs làm từ chất bán dẫn (tinh thể nano lõi/vỏ - CdSe/ZnS) có kích thước ÷ 10nm Hình 1.2 Phổ phát xạ phụ thuộc vào kích thước hạt chấm lượng tử huỳnh quang, hạt lớn phát bước sóng dài Hình 1.3 Đèn phát huỳnh quang màu xanh (trái) màu trắng (phải) chế tạo Sandia National Laboratories (Mỹ) Hình 1.4 Sơ đồ minh họa phức kháng thể - chấm lượng tử lưu thông mạch máu, khối u di chuyển đến thụ thể HER2 tế bào ung thư vú Hình 1.5 So sánh chất lượng hình ảnh TV thường TV sử dụng công nghệ chấm lượng tử Hình 1.6 Sự hình thành cấu trúc CQDs 11 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp chấm lượng tử carbon từ CA EDA dung môi glycerol phương pháp vi sóng 16 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy đo phổ hồng ngoại 19 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lí hệ đo phổ hấp thụ UV-vis 20 Hình 2.4 Máy quang phổ Shimadzu UV-2450 22 Hình 2.5 Sơ đồ ngun lí hệ đo phổ phát xạ huỳnh quang PL 23 Hình 3.1 Sơ đồ mơ tả chế hình thành CQDs 25 Hình 3.2 CQDs tổng hợp từ CA EDA thời gian phản ứng khác 26 Hình 3.3 Hình ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) CQDs 27 Hình 3.4 Phổ hồng ngoại CQDs tổng hợp từ CA EDA cơng suất lò P= 1200W, t =180s 28 Hình 3.5 a) Phổ hấp thụ UV-vis dung dịch CQDs nước với thời gian phản ứng khác nhau; b) Phổ hấp thụ tiền chất CQDs (P =1200W, t =180s) 29 Hình 3.6 Dung dịch CQDs nước nồng độ phổ hấp thụ UV-vis dung dịch tương ứng 30 Hình 3.7 a) Phổ phát xạ PL CQDs tổng hợp điều kiện (P =1200W, t = 180s) bước sóng kích thích khác nhau; b) Phổ phát xạ PL (λex= 355 nm), ảnh chèn hình dung dịch CQDs nước đèn UV (365nm) so với nước cất 31 MỞ ĐẦU Lí lựa chọn đề tài Chấm lượng tử (Quantum Dots-QDs) phát vào năm 1981, vòng 30 năm qua, QDs nghiên cứu rộng rãi đặc điểm, tính chất ứng dụng Chấm lượng tử carbon (Carbon Quantum Dots - CQDs) lớp vật liệu nano carbon điển hình cho xu hướng nghiên cứu tổng hợp họ chấm lượng tử tính ưu việt đặc tính quang hóa, khả hòa tan nước, khơng có độc tính thấp phương pháp tổng hợp dễ dàng, đơn giản, thân thiện với môi trường Phát kích hoạt mở rộng nghiên cứu khai thác nhiều thành tích xuất sắc chế phát quang, độ ổn định tính tương thích sinh học CQDs nghiên cứu kỹ lưỡng ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực bao gồm quang điện tử, cảm biến, xúc tác ứng dụng y-sinh học Chính thế, khai thác CQDs có tiềm lớn Các nguyên liệu khác từ hóa chất đến sản phẩm tự nhiên với phương pháp tổng hợp bao gồm cắt bỏ tia laser, nhiệt phân, q trình oxi hóa điện hóa, phản ứng thủy nhiệt xử lí vi sóng báo cáo để tổng hợp CQDs Các chất hữu carbohydrate, hợp chất hữu thơm sử dụng làm tiền chất để tổng hợp CQDs thông qua trình xử lý nhiệt khác Đặc biệt, citric acid kết hợp với số phân tử nhỏ có chứa nhóm amino glycine, thiourea ethylenediamine cho tiền chất thích hợp để tổng hợp chấm lượng tử carbon có độ phát quang cao [4] Từ phân tích đây, đồng thời kết hợp với điều kiện trang thiết bị có phòng thí nghiệm khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, tiến hành đề tài hi vọng cung cấp thêm thông tin liên quan đến CQDs kích thích nghiên cứu sâu tiềm ứng dụng chúng Trong đề tài này, lựa chọn “Nghiên cứu tổng hợp chấm lượng tử carbon phương pháp vi sóng” Nguyên lí phương pháp chiếu ánh sáng đơn sắc miền UV-vis có cường độ Io qua mẫu có bề dày d bị hấp thụ phần Bức xạ điện từ sau truyền qua mẫu có cường độ I Nếu mẫu khơng hấp thụ ánh sáng bước sóng cho I = I o Tuy nhiên mẫu hấp thụ ánh sáng I < Io Cường độ I phụ thuộc vào nồng độ mẫu theo biểu thức: I=I0 e-ε.d.C (1) Trong đó, I cường độ ánh sáng tia ló I0 cường độ ánh sáng tia tới ε số hấp thụ phân tử thường sử dụng thứ nguyên M-1.cm-1 C nồng độ chất nghiên cứu (mol/l) d độ dày cuvet thường có giá trị 1cm Biến đổi biểu thức (1), ta có: A= ε.d.C = log I0 I = -log (2) I I0 Trong đó, A độ hấp thụ quang khơng có thứ ngun, giá trị I I0 độ truyền qua T tính theo % Phương trình (2) biểu thức định luật Lambert-Beer, sở phương pháp đo quang định lượng, dựa phụ thuộc tuyến tính độ hấp thụ quang A nồng độ C dung dịch Khi đo độ hấp thụ quang A bước sóng (λ) khác ta thu phổ UV-vis Các phổ vẽ dạng phổ truyền qua T(υ)= A(υ)=log IO (υ) I(υ) 21 I(υ) phổ hấp thụ Io (υ) Cách chuẩn bị mẫu đo: Chuẩn bị cuvet thạch anh suốt, cuvet để đựng dung dịch chấm lượng tử carbon cuvet đựng dung môi so sánh (nước cất) Dung dịch chấm lượng tử pha lỗng thích hợp, lấy khoảng 2ml dung dịch Phổ hấp thụ UV-Vis dung dịch CQDs nước cất hai lần thực máy quang phổ Shimadzu UV2450 Phép đo thực Viện nghiên cứu khoa học Ứng dụng trường Đại học Sư phạm Hà Nội Hình 2.4 Máy quang phổ Shimadzu UV-2450 2.2.4 Phổ phát xạ huỳnh quang (PL) Phổ huỳnh quang PL phương pháp quang phổ điện tử hiệu quả, cho kết nhanh xác Q trình phát quang mơ tả q trình dùng lượng để kích thích điện tử từ trạng thái lên trạng thái kích thích có lượng cao hơn, sau điện tử quay trở lại trạng thái cách tái hợp với lỗ trống, kèm theo phát xạ photon Phổ quang huỳnh quang cho phép ta nghiên cứu cấu trúc quang điện tử nhiều tính chất quan trọng khác vật liệu Sơ đồ nguyên lí hệ đo phổ quang huỳnh quang thể hình 2.5 22 Laser kích thích Hệ đơn sắc Thấu kính Nguồn kích thích Mẫu Tín hiệu photon phát xạ Hệ đơn sắc Đầu tín hiệu Hình 2.5 Sơ đồ ngun lí hệ đo phổ phát xạ huỳnh quang PL Nguyên lý hoạt động hệ đo: ánh sáng từ nguồn kích thích đèn Xenon qua hệ đơn sắc để chọn bước sóng kích thích Ánh sáng đơn sắc đưa vào buồng mẫu hội tụ mẫu đo Một tỷ lệ ánh sáng tới mẫu hấp thụ số phân tử mẫu phát xạ huỳnh quang Một số ánh sáng huỳnh quang phát theo hướng qua hệ đơn sắc thứ hai, thường đặt 90o so với chùm ánh sáng tới để giảm nguy phản xạ tới máy dò Máy tính kết nối với tồn hệ cho phép ta lựa chọn bước sóng kích thích, khe hẹp lựa chọn tia đơn sắc cho nguồn kích thích phần phân tích, tốc độ qt bước sóng Cách chuẩn bị mẫu đo: Dung dịch quinine sulfate (trong dung dịch H2SO4 0,05 M) dung dịch CQDs có độ hấp thụ khoảng 0,1 ÷ 0,2 bước sóng 325 nm Phép đo phổ huỳnh quang PL dung dịch CQDs nước cất hai lần thực hệ thống Horiba Nanolog, trường Đại học Bách khoa Hà Nội 23 2.2.5 Phương pháp đo hiệu suất lượng tử chấm lượng tử Để tính hiệu suất phát xạ lượng tử CQDs, phổ phát xạ dung dịch CQDs nước cất so sánh với quinine sulfate dung dịch H2SO4 0,05M có hiệu suất phát xạ 55% Hai dung dịch có mật độ quang bước sóng kích thích 325 nm khoảng 0,1÷0,2 Hiệu suất lượng tử tỷ lệ số photon phát xạ số photon mà mẫu hấp thụ Hiệu suất lượng tử tính tốn sau: I AR    R    I R A R Trong đó: R hiệu suất lượng tử chất so sánh, trường hợp quinine sulfate với R 55% I tích phân phổ phát xạ PL dung dịch CQDs IR tích phân phổ phát xạ PL dung dịch quinine sulfate AR độ hấp thụ dung dịch quinine sulfate 325nm A độ hấp thụ dung dịch CQDs 325nm η ηR chiết suất môi trường nghiên cứu dung dịch CQDs dung dịch quinine sulfate (Trong trường hợp nước cất η=ηR=1,33) Khi đó, hiệu suất lượng tử tính theo cơng thức:   R  24 I AR  IR A CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Sự hình thành chấm lƣợng tử carbon Chấm lượng tử carbon thu hút ý rộng rãi nhà khoa học độc đáo tính chất quang học Citric acid (CA) kết hợp với số phân tử nhỏ có chứa nhóm amine cho tiền chất lý tưởng cho phát quang cao Do đó, để tổng hợp nên chấm lượng tử carbon, sử dụng tiền chất citric acid (nguồn cung cấp carbon) ethylenediamine (nguồn cung cấp dị tố N) thơng qua q trình xử lý nhiệt vi sóng Cơ chế hình thành chấm lượng tử carbon thể hình 3.1 [9] Hình 3.1 Sơ đồ mơ tả chế hình thành CQDs CA EDA nhanh chóng phản ứng với nhiệt độ thường để tạo thành muối dạng polymer ba chiều Ở nhiệt độ cao, trình đề hydrate xảy tạo thành amide (I) Q trình ngưng tụ xảy nhóm –CO –NH nội phân tử phân tử (I) khác tạo thành polymer 25 Q trình amide hóa nội phân tử tạo thành sản phẩm (II), (III) (IV) Khi kéo dài q trình vi sóng, q trình dehydrate hóa xảy –H –OH cạnh tạo thành hệ liên hợp F Song song với hình thành F, q trình dehydrate hóa mạnh polymer hay nhóm chức F tạo thành CQDs Khi nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi thời gian tới hình thành chấm lượng tử carbon, thí nghiệm tiến hành sau: vi sóng mẫu điều kiện cố định cơng suất lò vi sóng P = 1200W nồng độ tiền chất C = 5M, thay đổi thời gian vi sóng 90s, 120s, 150s, 180s Kết thay đổi màu sắc dung dịch CQDs điều kiện ánh sáng thường: trước q trình xử lý nhiệt vi sóng, dung dịch khơng màu, sau vi sóng dung dịch thu có màu vàng nhạt màu đậm dần lên thời gian phản ứng tăng, cụ thể sau: Hình 3.2 CQDs tổng hợp từ CA EDA thời gian phản ứng khác 3.2 Cấu trúc Chấm lƣợng tử carbon Hình 3.3 ảnh HR-TEM CQDs tổng hợp điều kiện (P =1200W t =180s) 26 Hình 3.3 Hình ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) CQDs Có thể thấy CQDs có dạng hình cầu, kích thước hạt nằm khoảng từ đến nm Như vậy, điều kiện tổng hợp (P =1200W, t =180s) hạt nano CQDs hình thành với kích thước trung bình ~ nm Chấm lượng tử thu tan tốt nước, không tan dung môi phân cực acetone, ethanol, toluene, Để phân tích chi tiết cấu trúc chấm lượng tử carbon, tiến hành đo phổ hồng ngoại FT-IR tiền chất CA chấm lượng tử carbon tổng hợp từ CA EDA cơng suất lò P = 1200W, thời gian phản ứng t = 180s 27 Hình 3.4 Phổ hồng ngoại CQDs tổng hợp từ CA EDA cơng suất lò P= 1200W, t =180s Kết trình bày hình 3.4 cho thấy cấu trúc (CA+EDA) – CQDs thu có dải hấp thụ rộng vùng pic 3000 – 3500 cm-1 vùng dao động liên kết –OH glycerol dư tồn bề mặt CQDs Các pic 1664 – 1787 cm-1 đặc trưng cho liên kết C=O Một dao động có đỉnh pic 1550 cm-1 dao động nhóm C–N pic khoảng 800 – 1200 cm-1 đặc trưng cho liên kết C–O–C Bên cạnh có vùng hấp thụ khoảng 2700 – 3000 cm-1 vùng dao động đặc trưng liên kết C-H (C lai hóa sp3) Điều lí giải q trình xử lý nhiệt vi sóng, H linh động nhóm –NH2 EDA kết hợp với -OH nhóm –COOH CA hình thành nên cấu trúc hóa học CQDs Như vậy, nhóm chức phân cực lớn nằm bề mặt CQDs làm cho chúng có độ tan nước cao [11] 28 3.3 Tính chất quang chấm lƣợng tử carbon Các đặc tính quang học CQDs phân tích quang phổ UV-vis phổ phát xạ PL Phổ hấp thụ UV-vis dung dịch nước CQDs thu với thời gian phản ứng khác phổ hấp thụ tiền chất trình bày hình 3.5 Hình 3.5 a) Phổ hấp thụ UV-vis dung dịch CQDs nước với thời gian phản ứng khác nhau; b) Phổ hấp thụ tiền chất CQDs (P =1200W, t =180s) Khi kéo dài thời gian phản ứng từ 30s đến 270s tính chất hấp thụ dung dịch chấm lượng tử thu có thay đổi rõ rệt Với thời gian phản ứng nhỏ 50s, hỗn hợp thu có phổ hấp thụ tương tự tiền chất Có thể thấy tiền chất EDA CA không hấp thụ ánh sáng có bước sóng lớn 300 nm Đối với thời gian phản ứng 50s, dung dịch CQDs xuất vùng hấp thụ rộng từ 280 – 400 nm Khi tăng thời gian phản ứng, độ hấp thụ 346 nm giảm dần đồng thời xuất đuôi hấp thụ với độ hấp thụ tăng dần vùng 400 – 500 nm Sự thay đổi chứng tỏ hình thành nhóm chức quang học F (ở thời gian phản ứng 0s đến 50s) ngưng tụ F (thời gian phản ứng 50s) để tạo thành CQDs theo chế trình bày hình 3.1[9] 29 Phổ hấp thụ UV-vis dung dịch CQDs nước (P =1200W, t =180s) với nồng độ khác trình bày hình 3.6 Hình 3.6 Dung dịch CQDs nước nồng độ phổ hấp thụ UV-vis dung dịch tương ứng CQDs cho thấy hấp thụ quang học rõ ràng vùng UV với đuôi kéo dài đến vùng ánh sáng nhìn thấy Quan sát mắt thường ta thấy nồng độ tăng màu sắc dung dịch CQDs nước đậm dần lên từ màu vàng nhạt Hiện tượng CQDs với hệ đa vòng liên hợp ngưng tụ với theo kiểu than chì (hình 1.6) [7] Để nghiên cứu tính chất phát xạ dung dịch CQDs nước kích thích tia đơn sắc có bước sóng khác nhau, phổ phát xạ thu được trình bày hình 3.7 30 Hình 3.7 a) Phổ phát xạ PL CQDs tổng hợp điều kiện (P =1200W, t = 180s) bước sóng kích thích khác nhau; b) Phổ phát xạ PL (λex= 355 nm), ảnh chèn hình dung dịch CQDs nước đèn UV (365nm) so với nước cất Trong hình 3.7, CQDs thu có hoạt động PL mạnh, phổ PL dạng đám với khoảng phát xạ từ 400 – 600 nm cực đại 475 nm Sự phụ thuộc quang phổ phát quang PL CQDs vào bước sóng kích thích thể hình 3.7a Đỉnh PL chuyển từ 475nm thành 530nm bước sóng kích thích thay đổi từ 360nm đến 440nm Như vây, cường độ phát xạ phụ thuộc vào bước sóng kích thích đạt cực đại kích thích 355 nm (hình 3.7b) Hiệu suất phát xạ lƣợng tử Khả phát xạ huỳnh quang CQDs nghiên cứu thông qua phổ huỳnh quang so sánh với phổ phát xạ quinine sulfate Khả phát xạ CQDs đánh giá thông qua hiệu suất lượng tử Hiệu suất lượng tử xác định dựa tỷ số tích phân phổ phát xạ PL mẫu nghiên cứu dung dịch quinine sulfate với hiệu suất biết 55% Ở bước sóng 325nm, dung dịch CQDs (t =50s) có độ hấp thụ 0,123; dung dịch CQDs (t =180s) có độ hấp thụ 0,107; dung dịch CQDs 31 (t =300s) có độ hấp thụ 0,134 dung dịch quinine sulfate H2SO4 (0,05M) có độ hấp thụ 0,122 đo phổ huỳnh quang với điều kiện hồn tồn giống Kết tính tốn thống kê bảng 3.1 Bảng 3.1 Hiệu suất phát quang dung dịch CQDs Thời gian phản ứng (s) 50 180 300 Hiệu suất phát xạ (%) 54,55 46,61 37,48 32 KẾT LUẬN Trong nghiên cứu này, tổng hợp thành công chấm lượng tử carbon (CQDs) từ hỗn hợp citric acid ethylenediamine phương pháp xử lý nhiệt vi sóng 1) Cấu trúc: nghiên cứu cấu trúc CQDs HR-TEM FT-IR cho thấy CQDs có dạng hình cầu, kích thước khoảng nm có nhóm chức phân cực nằm bề mặt –OH, –NH, –COOH,… 2) Tính chất vật lý: chấm lượng tử carbon tan tốt nước không tan dung môi phân cực acetone, ethanol, methanol, toluene,… 3) Tính chất quang: CQDs có dải hấp thụ đặc trưng từ 200 – 400 nm cực đại 345 nm Ở nồng độ cao (>0,5 mg/ml), dung dịch CQDs hấp thụ đáng kể ánh sáng vùng nhìn thấy 4) Dung dịch CQDs phát xạ dạng đám từ 400 – 600 nm, đỉnh phát xạ 475 nm, cường độ phát xạ cực đại bị kích thích khoảng 360 nm Hiệu suất phát xạ huỳnh quang kích thích 355 nm CQDs đạt 46,61 % thời gian phản ứng 180s Sự kết hợp acid amine trình tổng hợp làm cho trình hình thành CQDs dễ dàng Một kết luận quan trọng thu từ nghiên cứu phương pháp xử lý nhiệt vi sóng đem lại hiệu cao, tiết kiệm chi phí rút ngắn thời gian tổng hợp Chấm lượng tử tan nước có đặc tính dễ tổng hợp, hiệu suất phát xạ cao kết trình bày khóa luận có tiềm ứng dụng lớn đánh dấu sinh học, cảm biến huỳnh quang chuyển đổi ánh sáng từ vùng tử ngoại sang vùng khả kiến 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Chu Việt Hà, Trần Anh Đức, Đỗ Thị Duyên, Vũ Thị Kim Liên , Trần Hồng Nhung (2012),“Ứng dụng đánh dấu sinh học chấm lượng tử bán dẫn”, tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ, 99(11): 151 – 159 Vũ Thị Hồng Hạnh (2005), “Nghiên cứu chế tạo tính chất quang chấm lượng tử bán dẫn pha tạp với cấu trúc lõi/vỏ”, Luận văn thạc sĩ Vật lý, Viện Vật lý, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Nguyễn Quang Liêm (2011), “Chấm lượng tử bán dẫn CdSe, CdTe, InP CuInS2: chế tạo, tính chất quang ứng dụng”, sách chuyên khảo Nhà xuất Khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội Minh Thảo (2014), “Đột phá cơng nghệ chấm lượng tử”, Tạp chí khoa học công nghệ, sở khoa học công nghệ TP.Hồ Chí Minh xuất Tiếng Anh R.J Ellingson, M.C Beard, J.C Johnson, P Yu, O.I Micic, A.J Nozik, A Shabaev and A.L Efros, Nano Lett., (2005) 865 Jin Zhang, Hong Wang , Yiming Xiao , Ju Tang , Changneng Liang , Fengyan Li , Haiming Dong and Wen Xu.(2017), A Simple Approach for Synthesizing of Fluorescent Carbon Quantum Dots from Tofu Wastewater L Haitao, K Zhenhui, L Yang, L Shuit-Tong (2012), Carbon nanodots: synthesis, properties and applications, J Mater Chem vol 22, pp 24230- 24253 Shi Ying Lim, Wei Shen and Zhiqiang Gao (2014), Carbon quantum dots and their applications, J Mater Chem vol 22, pp 24230- 24253 34 Y Song, S Zhu, S Zhang, Y Fu, L Wang, X Zhao, B Yang (2015) Investigation from chemical structure to photoluminescent mechanism: a type of carbon dots from the pyrolysis of citric acid and an amine, J Mater Chem C 3, pp 5976-5984 10 Peng X., Wickkham, Alivisator A P (1998), Kinetics of II–VI and III– V colloidal Semiconductor Nanocrystal Growth: “Focusing” of Size, Distributions, J Am Chem Soc 120, 5343–5344 11 Xiaohui Wang, Konggang Qu, Bailu Xu, Jinsong Ren and Xiaogang Qu (2011), Microwave assisted one-step green synthesis of cell-permeable multicolor photoluminescent carbon dots without surface passivation reagents, J Mater Chem 2011, 21, 2445 12 HT Li, RH Liu, WQ Kông, J Liu, Y Liu, L Chu, X Zhang, S.-T Lee ZH Kang, Nanoscale , 2014, , 867–873 13 Bera, D., et al., Quantum dots and their multimodal applications: a review Materials, 2010 3(4): p 2260-2345 14 Chukwuocha, E.O., M.C Onyeaju, and T.S Harry, Theoretical studies on the effect of confinement on quantum dots using the brus equation 2012 15 Dey, S., et al., The confinement energy of quantum dots arXiv preprint arXiv:1212.2318, 2012 35 ... thích nghiên cứu sâu tiềm ứng dụng chúng Trong đề tài này, lựa chọn Nghiên cứu tổng hợp chấm lượng tử carbon phương pháp vi sóng Mục đích nghiên cứu - Tổng hợp chấm lượng tử carbon (CQDs) phương. .. đồ tổng hợp chấm lượng tử carbon từ CA EDA Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp chấm lượng tử carbon từ CA EDA dung môi glycerol phương pháp vi sóng 16 Tính tỉ lệ mol: CA có cơng thức phân tử: C6H8O7 Khối lượng. .. trúc, tính chất chấm lượng tử 1.1.2 Những ứng dụng chấm lượng tử 1.1.3 Những loại chấm lượng tử phổ biến 1.1.4 Xu hướng nghiên cứu chấm lượng tử 1.2 Chấm lƣợng tử carbon