Nghiên cứu chế tạo chấm nano carbon từ nước chanh và ứng dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÙI THỊ HOÀN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤM NANO CARBON TỪ NƯỚC CHANH VÀ ỨNG DỤNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÙI THỊ HOÀN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤM NANO CARBON TỪ NƯỚC CHANH VÀ ỨNG DỤNG Ngành: Khoa học Vật liệu Mã số: 9440122 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phạm Hùng Vượng TS Nguyễn Thị Khôi Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu đƣợc trình bày luận án thành nghiên cứu thân tơi suốt q trình làm nghiên cứu sinh Các kết đạt đƣợc trung thực, xác chƣa xuất cơng bố tác giả khác Ngoài luận án có sử dụng nhận xét, đánh giá, số liệu tác giả khác có trích dẫn nguồn gốc rõ ràng Hà Nội, ngày tháng năm 2019 TM tập thể hƣớng dẫn Nghiên cứu sinh TS Phạm Hùng Vượng Bùi Thị Hoàn i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc luận án tiến sĩ khoa học vật liệu ngồi nỗ lực thân tơi nhận đƣợc giúp đỡ, tạo điều kiện tổ chức, cá nhân Đầu tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Phạm Hùng Vƣợng trực tiếp hƣớng dẫn, định hƣớng khoa học suốt trình học tập nghiên cứu Chân thành cảm ơn thầy dành nhiều thời gian, tâm huyết, sát suốt trình học tập, nghiên cứu hỗ trợ mặt để tác giả hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Khôi bảo, giúp đỡ nhiều kiến thức Tác giả xin cảm ơn TS Nguyễn Duy Hùng, TS Vũ Anh Tuấn, PGS.TS Nguyễn Ngọc Trung, TS Hoàng Nhƣ Vân, NCS Phạm Văn Huấn NCS, HVCH Viện Tiên Tiến Khoa học Cơng nghệ (AIST) tận tình giúp đỡ suốt trình nghiên cứu Tác giả xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Phòng đào tạo, Viện tiên tiến khoa học công nghệ tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh trình học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp môn Vật lý, Ban chủ nhiệm khoa Điện – Điện tử Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Thủy Lợi ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập Cuối tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu nặng đến ngƣời thân gia đình dành cho tơi tình u, động viên khơng ngừng giúp đỡ kịp thời suốt thời gian hoàn thành luận án ii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix DANH MỤC CÁC BẢNG xii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu .2 Các đóng góp luận án Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Bố cục luận án Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤM NANO CARBON 1.1 Giới thiệu .6 1.2 Các đặc trƣng chấm nano carbon .7 1.2.1 Hình thái, cấu trúc vật liệu 1.2.2 Phổ huỳnh quang điện tử tia X 1.2.3 Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier 1.2.4 Nhiễu xạ tia X 1.2.5 Phổ tán xạ Raman 10 1.3 Tổng quan phƣơng pháp chế tạo, điều khiển kích cỡ, biến tính .11 1.3.1 Phân loại phƣơng pháp chế tạo 11 1.3.2 Điều khiển kích cỡ .12 1.3.3 Thụ động hóa chức hóa bề mặt .12 1.3.4 Pha tạp 13 1.4 Các tính chất chấm nano carbon 14 1.4.1 Phân tán dung môi phân cực .14 1.4.2 Tính chất sinh học, độ độc 14 iii 1.4.3 Hấp thụ 15 1.4.4 Tính chất huỳnh quang 15 1.4.4.1 Huỳnh quang phụ thuộc bƣớc sóng kích thích 15 1.4.4.2 Huỳnh quang khơng phụ thuộc bƣớc sóng kích thích 16 1.4.4.3 Ảnh hƣởng pH 16 1.4.4.4 Sự bền quang 17 1.4.4.5 Ảnh hƣởng dung môi 17 1.4.4.6 Ảnh hƣởng nồng độ Cdots 18 1.4.4.7 Ảnh hƣởng nồng độ ion 18 1.4.4.8 Ảnh hƣởng nhiệt độ .19 1.4.4.9 Hiệu suất lƣợng tử chấm nano carbon 20 1.5 Ứng dụng chấm nano carbon 21 1.5.1 Cảm biến quang phát ion kim loại .21 1.5.2 Xử lý thuốc nhuộm 22 1.6 Tình hình nghiên cứu nƣớc 23 1.7 Kết luận chƣơng 24 Chƣơng 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM .25 2.1 Giới thiệu .25 2.2 Quy trình chế tạo vật liệu 25 2.3 Các thí nghiệm khả ứng dụng vật liệu .26 2.3.1 Phát ion kim loại vi lƣợng 26 2.3.2 Nghiên cứu khả hấp phụ thuốc nhuộm xanh methylen 26 2.4 Các phƣơng pháp thực nghiệm khảo sát đặc tính tính chất vật liệu 27 2.4.1 Phƣơng pháp hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao 27 2.4.2 Phổ tán xạ Raman 27 2.4.3 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X .28 2.4.4 Phổ quang điện tử tia X 28 2.4.5 Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier 29 2.4.6 Phổ hấp thụ tử ngoại – nhìn thấy .29 2.4.7 Phổ phát xạ huỳnh quang 30 iv 2.5 Kết luận chƣơng 31 Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHẤM NANO CARBON .32 3.1 Giới thiệu .32 3.2 Sự hình thành chấm nano carbon từ nƣớc chanh 33 3.3 Hình thái, thành phần, cấu trúc vật liệu 34 3.4 Tính chất quang vật liệu 38 3.4.1 Thời gian sống 39 3.4.2 Phổ hấp thụ kích thích 39 3.4.3 Tính chất huỳnh quang vật liệu 42 3.4.3.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ, thời gian thủy nhiệt .43 3.4.3.2 Ảnh hƣởng bƣớc sóng kích thích 44 3.4.3.3 Ảnh hƣởng dung môi .46 3.4.3.4 Ảnh hƣởng nồng độ LCdots 47 3.4.3.5.Ảnh hƣởng pH tia tử ngoại 48 3.4.3.6 Ảnh hƣởng nồng độ ion 49 3.4.4 Hiệu suất lƣợng tử 49 3.4.5 Cơ chế phát xạ vật liệu 51 3.5 Kết luận chƣơng 55 Chƣơng 4: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG LCDOTS TRONG VIỆC PHÁT HIỆN CÁC ION KIM LOẠI VI LƢỢNG 57 4.1 Giới thiệu .57 4.2 Sự chọn lọc phát ion kim loại vật liệu .57 4.3 Khả phát ion Fe 3+ vật liệu 59 4.4 Khả phát ion Mo 6+ vật liệu 61 4.5 Khả phát ion V 5+ vật liệu 66 4.6 Cơ chế dập tắt huỳnh quang LCdots ion V 5+ Mo 6+ 70 4.7 Kết luận chƣơng 71 Chƣơng 5: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ XANH METHYLEN CỦA CHẤM NANO CARBON 73 5.1 Giới thiệu .73 v 5.2 Sơ lƣợc thuốc nhuộm xanh methylen 74 5.3 Đƣờng chuẩn xác định nồng độ xanh methylen 76 5.4 Đánh giá khả hấp phụ xanh methylen vật liệu 77 5.5 Ảnh hƣởng chế độ rung, khuấy, nhiệt độ 80 5.6 Ảnh hƣởng pH .82 5.7 Ảnh hƣởng lƣợng chất hấp phụ .83 5.8 Ảnh hƣởng nồng độ xanh methylen 85 5.9 Động học hấp phụ 86 5.10 Cơ chế hấp phụ xanh methylen chấm nano carbon .87 5.11 Kết luận chƣơng 88 KẾT LUẬN 89 MỘT SỐ KIẾN NGHỊ TIẾP THEO 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ .102 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt QY Quantum yield Hiệu suất lƣợng tử Nem Number of emission photon Số lƣợng photon phát xạ Nabs Number of absorption photon Số lƣợng photon hấp thụ n refractive index Hệ số khúc xạ F Fluorescence intensity Cƣờng độ huỳnh quang Stern-Volmer quenching constan Hằng số dập tắt Stern- KSV Volmer Limit of detection Giới hạn phát Standard deviation of blank sample Độ lệch tiêu chuẩn tín hiệu signal mẫu nguyên chất H Percentage removal of dye Hiệu suất phân hủy C Concentration Nồng độ qe mount of dye adsorbed per gram or Dung lƣợng hấp phụ LOD  per volume V Volume Thể tích m Mass Khối lƣợng A Absorption Độ hấp thụ quang I Intensity of light Cƣờng độ ánh sáng  Molar absorptivity constant Hệ số hấp thụ mol phân tử L Path length Bề dày dung dịch  Wavelength Bƣớc sóng k Rate constant adsorption Hằng số tốc độ hấp phụ Chữ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt QDs Quantum dots Chấm lƣợng tử Cdots Carbon nanodots Chấm nano carbon Carbon nano dots derived from Chấm nano carbon đƣợc lemon juice chế tạo từ nƣớc chanh LCdots vii High resolution transmission Hiển vi điện tử truyền qua electron microscopy phân giải cao XRD X-ray diffraction Nhiễu xạ tia X XPS X-ray photoelectron spectroscopy Phổ huỳnh quang điện tử HR-TEM tia X Fourier-transform infrared Phổ hồng ngoại biến đổi spectroscopy Fourier Ultraviolet–visible spectroscopy Phổ hấp thụ phân tử Photoluminescence Huỳnh quang PLE Photoluminescence excitation Kích thích huỳnh quang LT Fluorescence Lifetime Thời gian sống huỳnh FTIR TỬ NGOẠI-Vis PL quang Carbon nanotubes Ống nano carbon Single-walled carbon nanotubes Ống nano carbon đơn vách Graphene quantum dots Chấm lƣợng tử graphen PDs Polyme dots Chấm polyme GO Graphene oxít Oxít graphene THF Tetrahydrofuran Tetrahydrofuran DHF Dimethylformamide Dimethylformamide DMSO Dimethyl sulfoxide Dimethyl sulfoxide SF Sodium Fluorescein Natri Fluorescein Dmem cell cultrure media Môi trƣờng nuôi cấy tế bào MB Methylene blue Xanh methylen MO Methylene red Đỏ methylen Förster resonance energy transfer Sự chuyển lƣợng CNTs SWCNTs GQDs DMEM FRET cộng hƣởng Froster viii 5.11 Kết luận chương  Chúng khảo sát chi tiết khả hấp phụ thuốc nhuộm xanh methylen chấm lƣợng tử carbon chế tạo từ nƣớc chanh Kết cho thấy LCdots đƣợc chế tạo 200 oC có khả hấp phụ MB tốt MB bị hấp phụ LCdots tƣơng tác ion ion dƣơng S+ phân tử MB COO- bề mặt LCdots  Các trình khuấy, rung làm tăng tốc độ hấp phụ khoảng thời gian đầu sau tiếp xúc nhƣng không làm tăng hiệu suất hấp phụ Sự tăng nhiệt độ dung dịch làm giảm hiệu suất hấp phụ Ngoài pH dung dịch ảnh hƣởng đến khả hấp phụ Hiệu suất hấp phụ cực đại quan sát thấy pH  Khi tăng lƣợng LCdots hiệu suất hấp phụ tăng nhƣng dung lƣợng hấp phụ giảm Dung lƣợng hấp phụ lớn 0,06 mg/mL, hiệu suất hấp phụ cực đại đạt 84% Ngƣợc lại tăng nồng độ ban đầu MB hiệu suất hấp phụ giảm dung lƣợng hấp phụ tăng  Các số liệu đo đạc cho thấy trình hấp phụ diễn nhanh chóng khoảng 10 phút Hằng số hấp phụ khoảng thời gian 0,0647 phút-1 Khi thời gian tiếp xúc lớn 10 phút trình hấp phụ diễn chậm đạt đến trạng thái bão hòa Dựa phân tích thành phần LCdots chúng tơi đƣa chế đề xuất để giải thích q trình hấp phụ MB 88 KẾT LUẬN Đã chế tạo thành công chấm nano carbon từ nƣớc chanh (LCdots) phƣơng pháp thủy nhiệt LCdots phát xạ ánh sáng màu xanh Khi tăng nhiệt độ thời gian thủy nhiệt hiệu suất lƣợng tử tăng Hiệu suất lớn đạt 24,89 % điều kiện thủy nhiệt 280 oC, 12 h LCdots phát xạ ổn định mơi trƣờng có độ pH khác nhau, dung mơi có nồng độ cao muối NaCl, Na2SO4, bị chiếu tia tử ngoại thời gian dài Khi đƣợc chế tạo nhiệt độ thấp đƣợc pha lỗng dung mơi phân cực vị trí phát xạ vật liệu phụ thuộc vào bƣớc sóng kích thích Khi đƣợc chế tạo nhiệt độ cao (>240 oC) vị trí phát xạ khơng phụ thuộc bƣớc sóng kích thích Nguồn gốc phát xạ xanh chế phát xạ vật liệu đƣợc đề xuất Đã nghiên cứu khả LCdots việc phát ion kim loại vi lƣợng Tính chất huỳnh quang LCdots bị dập tắt có mặt ion Fe 3+, Mo 6+, V 5+ Giới hạn phát ion tƣơng ứng 38,8; 3,2 ppm Cơ chế dập tắt huỳnh quang LCdots ion đƣợc đề xuất Ngồi LCdots có khả phát ion Mo 6+, V 5+ môi trƣờng sinh học nhƣ huyết bò Đã nghiên cứu khả hấp phụ thuốc nhuộm xanh methylen LCdots Chúng tiến hành thử nghiệm loại Cdots khác Kết cho thấy LCdots đƣợc chế tạo 200 oC có khả hấp phụ MB cao Hiệu suất hấp phụ MB ppm LCdots-200 đạt đến 84 % Tốc độ hấp phụ phút sau tiếp xúc 0,0647 phút-1 Cơ chế hấp phụ MB LCdots đƣợc đề xuất 89 MỘT SỐ KIẾN NGHỊ TIẾP THEO Nghiên cứu cải thiện hiệu suất lƣợng tử LCdots Nghiên cứu chế tạo vật liệu lai chấm lƣợng tử carbon oxít kim loại Nghiên cứu khả phát ion kim loại nặng nhƣ Pb 2+, chủng vi khuẩn, hợp chất hữu cơ, anion nhƣ S 2-, F - 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO Xu X, Ray R, Gu Y, Ploehn H J, Gearheart L, Raker K et al,(2004), " Electrophoretic analysis and purification of fluorescent single – walled carbontube fragments", J AM CHEM SOC, Vol 126(40), pp 12736 – 12737 Sun Y P, Zhou B, Lin Y, Wang W, Fernando K A, Pathak P, Meziani M J, Harruff B A, Wang X, Wang H, Luo P G, Yang H, Kose M E, Chen B, Veca L M, Xie S Y,(2006)," Quantum-Sized Carbon Dots for Bright and Colorful Photoluminescence", J Am Chem Soc., Vol 128(24), pp 7756–7757 Hu C, Liu Y, Lei B, Zheng M, Xiao Y,(2015)," Extraction of graphitic carbon quantum dots by hydrothermal treatment commercially activated carbon: the role of cation–p interaction", J Nanopart Res, Vol 17, pp 483 Zhou J J, Sheng Z H, Han H Y, Zou M Q, Li C X (2012)," Facile synthesis of fluorescent carbon dots using watermelon peel as a carbon source ", Mater Let, Vol 66, pp 222–224 Baker S N, Baker G A,(2010)," Luminescent Carbon Nanodots: Emergent Nanolights", Angew Chem., Int Ed., Vol 49(38), pp 6726–6744 Sahu S, Behera B, Maiti T K, Mohapatra S ,(2012)," Simple one-step synthesis of highly luminescent carbon dots from orange juice: application as excellent bio-imaging agents.", Chem Commun Vol 48, pp 8835–8837 Dong Y, Pang H, Yang H B, Guo C, Shao J, Chi Y, Li C M, Yu T (2013), " Carbon-Based Dots Co-Doped with Nitrogen and Sulfur for High Quantum Yield and Excitation-Independent Emission", Angew Chem., Int Ed , Vol 52, pp 7800−7804 Pan D, Zhang J, Li Z, Wu C, Yan X, Wu M,(2010)," Observation of pH-, Solvent-, Spin-, and Excitation-Dependent Blue Photoluminescence from Carbon Nanoparticles", Chem Commun., Vol 46, pp 3681−3683 Qiao Z A, Wang Y F, Gao Y, Li H W, Dai T Y, Liu Y L, Huo Q S, (2010), " Commercially activated carbon as the source for producing multicolor photoluminescent carbon dots by chemical oxidation ", Chem Commun., Vol 46, pp 8812–8814 91 10 Li H, He X, Kang Z, Huang H, Liu Y, Liu J, Lian S, Tsang C H A, Yang X, and Lee S T,(2010)," Water-soluble fluorescent carbon quantum dots and photocatalyst design", Angew Chem Int Ed Engl., Vol 49(26), pp 4430–4434 11 Peng J, Gao W, Gupta B K, Liu Z, Romero-Aburto R, Ge L H, Song L H, Alemany L B, Zhan X B, Gao G H, et al.,(2012)," Graphene quantum dots derived from carbon fibers", Nano Lett., Vol 12, pp 844–849 12 Shinde D B, Pillai V K,(2012)," Electrochemical preparation of luminescent graphene quantum dots from multiwalled carbon nanotubes", Chem.-Eur J., Vol 18, pp 12522–12528 13 Dong Y Q, Chen C Q, Zheng X T, Gao L L, Cui Z M, Yang H B, Guo C X, Chi Y W, Li C M,(2012)," Onestep and high yield simultaneous preparation of single- and multi-layer graphene quantum dots from CX-72 carbon black", J Mater Chem., Vol 22, pp 8764–8766 14 Liu H P, Ye T, Mao C D,(2007)," Fluorescent carbon nanoparticles derived from candle soot", Angew Chem Int Ed., Vol 46, pp 6473–6475 15 Bourlinos A, Zboril R, Petr J, Bakandritsos A, Krysmann M, Giannelis E P (2012)," Luminescent Surface Quaternized Carbon Dots ", Chem Mater , Vol 24, pp 6-8 16 Kozak O, Datta K K R, Greplova Surfactant-Derived M, Ranc V, Kas lík J, Zboril R,(2013)," Amphiphilic Carbon Dots with Tunable Photoluminescence", J Phys Chem C Vol 117, pp 24991-24996 17 Wang J, Wang C F, Chen S,(2012)," Amphiphilic Egg-Derived Carbon Dots: Rapid Plasma Fabrication, Pyrolysis Process, and Multicolor Printing Patterns", Angew Chem., Int Ed , Vol 51, pp 9297-9301 18 Zong J, Zhu Y, Yang X, Shena J and Lia C,(2011)," Synthesis of photoluminescent carbogenic dots using mesoporous silica spheres as nanoreactors", Chem Commun., Vol 47, pp 764-766 19 Shen J, Zhu Y, Yang X, Li C.,(2012)," Graphene quantum dots: emergent nanolights for bioimaging, sensors, catalysis and photovoltaic devices", Chem Commun, Vol 48(31), pp 3686-3699 92 20 Zong J, Zhu YH, Yang XL, Shen JH, Li CZ (2011)," Synthesis of photoluminescent carbogenic dots using mesoporous silica spheres as nanoreactors", Chem Commun, Vol 47, pp 764–766 21 Yang YX, Wu DQ, Han S, Hu PF, Liu RL (2013)," Bottom-up fabrication of photoluminescent carbon dots with uniform morphology via a soft-hard template approach", Chem Commun Vol 49, pp 4920–4922 22 Lai C W, Hsiao Y H, Peng Y K, Chou P T (2012)," Facile synthesis of highly emissive carbon dots from pyrolysis of glycerol; gram scale production of carbon dots/mSiO2 for cell imaging and drug release", J Mater Chem, Vol 22, pp 14403–14409 23 Pal T, Mohiyuddin S, and Packirisamy G,(2018)," Facile and Green Synthesis of Multicolor Fluorescence Carbon Dots from Curcumin: In Vitro and in Vivo Bioimaging and Other Applications", ACS Omega, Vol 3, pp 831−843 24 Yang Y H, Cui J H, Zheng M T, Hu C F, Tan S Z, Xiao Y, Yang Q and Liu Y L,(2012)," One-step synthesis of amino-functionalized fluorescent carbon nanoparticles by hydrothermal carbonization of chitosan", Chem Commun., Vol 48, pp 380–382 25 Zhao H X, Liu L Q, De Liu Z, Wang Y, Zhao X J and Huang C Z (2011)," Highly selective detection of phosphate in very complicated matrixes with an off-on fluorescent probe of europium-adjusted carbon dots", Commun Chem., Vol 47, pp 2604-2606 26 Li H, Zhang Y, Wang L, Tian J and Sun X,(2011)," Nucleic acid detection using carbon nanoparticles as a fluorescent sensing platform", Chem.Commun Chem., Vol 47, pp 961-963 27 Wang F, Xie Z, Zhang H, Liu C Y and Zhang Y G,(2011)," Highly Luminescent Organosilane - Functionalized Carbon Dots ", Adv Funct Mater., Vol 21(6), pp 1027-1031 28 Mao Y, Bao Y, Han D, Li F and Niu L, , 2012, 38, 55 (2012)," Efficient onepot synthesis of molecularly imprinted silica nanospheres embedded carbon dots for fluorescent dopamine optosensing", Biosens Bioelectron., Vol 38(1), pp 55-60 93 29 Dong Y, Wang R, Li H, Shao J, Chi Y, Lin X and Chen G,(2012)," Polyaminefunctionalized carbon quantum dots for chemical sensing", Carbon, Vol 50(8), pp 2810-2815 30 Huang X L, Zhang X, Zhu L, Choi K Y, Guo N, Guo J X, Tackett K, Anilkumar P, Liu G, Quan Q M, Choi H S, Niu G, Sun Y P, Lee S and Chen X Y,(2013)," Effect of Injection Routes on the Biodistribution, Clearance, and Tumor Uptake of Carbon Dots", ACS Nano, Vol 7, pp 5684-5693 31 Ayala P, Arenal R, Loiseau A, Rubio A and Pichler T,(2010)," The physical and chemical properties of heteronanotubes", Rev.Mod Phys., Vol 82, pp 1843 32 Zhai X, Zhang P, Liu C, Bai T, Li W, Dai L and Liu W,(2012)," Highly luminescent carbon nanodots by microwave-assisted pyrolysis", Chem Commun., Vol 48(64), pp 7955-7957 33 Xu Y, Wu M, Liu Y, Feng X Z, Yin X B, He X W and Zhang Y K,(2013)," Nitrogen-doped carbon dots: a facile and general preparation method, photoluminescence investigation, and imaging applications", Chem Eur J, Vol 19, pp 2276-2283 34 Xu Q, Pu P, Zhao J, Dong C, Gao C, Chen Y, Chen J, Liu Y and Zhou H,(2015)," Preparation of highly photoluminescent sulfur-doped carbon dots for Fe(III) detection", J Mater Chem A, Vol 3, pp 542-546 35 Shi D, Yan F, Zheng T, Wang Y, Zhou X and Chen L (2015)," P-doped carbon dots act as a nanosensor for trace 2,4,6-trinitrophenol detection and a fluorescent reagent for biological imaging", RSC Adv., Vol 5, pp 98492-98499 36 Alam A M, Park B Y, Ghouri Z K and Hak-Yong Kim,(2015)," Synthesis of carbon quantum dots from cabbage with down- and up-conversion photoluminescence properties: excellent imaging agent for biomedical applications", Green Chemistry, Vol 17, pp 3791-3797 37 Sun D, Ban E, Zhang P H, Wu G H, Zhang J R, Zhu J J,(2013)," Hair fiber as a precursor for synthesizing of sulfur- and nitrogen-co-doped carbon dots with tunable luminescence properties", Carbon, Vol 64, pp 424-434 94 38 Liu Y, Liu Y, Park M, Park S J, Zhang J, Akanda M R, Park B Y, Kim H Y,(2017), " Green synthesis of fluorescent carbon dots from carrot juice for in vitro cellular imaging", Carbon Letters, Vol 21, pp 61-67 39 Zhu, C Z., Zhai, J F and Dong, S J.,(2012)," Bifunctional fluorescent carbon nanodots: green synthesis via soy milk and application as metal-free electrocatalysts for oxygen reduction", Chem Commun., Vol 48(75), pp 9367-9369 40 Huang H, Lv J J, Zhou D J, Bao N, Xu Y, Wang A J and Feng J J,(2013)," Onepot green synthesis of nitrogen-doped carbon nanoparticles as fluorescent probes for mercury ions", RSC Adv., Vol 3, pp 21691–21696 41 De B, and Karak N,(2013)," A green and facile approach for the synthesis of water soluble fluorescent carbon dots from banana juice", RSC Adv., Vol 3, pp 8286-8290 42 Xu Y, Tang C J, Huang H, Sun C Q, Zhang Y K, Ya Q F,Wang A J,(2014), " Green Synthesis of Fluorescent Carbon Quantum Dots for Detection of Hg2+", Chin J Anal Chem, Vol 42(9), pp 1252–1258 43 Jiao Y, Gong X, Han H, Gao Y, Lu W, Liu Y, Xian M, Shuang S, Dong C,(2018), " Facile synthesis of orange fl uorescence carbo n dots with excitation independent emission for pH sensing and cellular imaging", Analytica Chimica Acta, Vol 1042, pp 125-132 44 Wang R, Wang X, Sun Y,(2017)," Aminophenol-based carbon dots with dual wavelength fluorescence emission for determination of heparin", Microchim Acta, Vol 184, pp 187–193 45 Sun C, Zhang Y, Wang P, Yang Y, Wang Y, Xu J, Wang Y, and Yu W W,(2016)," Synthesis of nitrogen and sulfur Co-doped carbon dots from garlic for selective detection of Fe3+", Nanoscale Res Lett , Vol 11, pp 110 46 Nie H, Li M J, Li Q S, Liang S J, Tan Y Y, Sheng L, Shi W, Zhang S X (2014)," Carbon dots with continuously tunable full-color emission and their application in ratiometric pH sensing ", Chem Mater , Vol 26, pp 3104–3112 47 Grabolle M, Spieles M, Lesnyak V, Gaponik N, Eychmuăller A, and ReschGenger U,(2009)," Determination of the Fluorescence Quantum Yield of 95 Quantum Dots: Suitable Procedures and Achievable Uncertainties", Anal Chem., Vol 81, pp 6285–6294 48 Wu Z L, Zhang P, Gao M X, Liu C F, Wang W, Lenga F and Huang C Z,(2013), " One-pot hydrothermal synthesis of highly luminescent nitrogen-doped amphoteric carbon dots for bioimaging from Bombyx mori silk – natural proteins", J Mater Chem B, Vol 1, pp 2868–2873 49 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 50 Lu W, Qin X, Asiri A M, Al-Youbi A O, Sun X,(2013)," Green synthesis of carbon nanodots as an effective fluorescent probe for sensitive and selective detection of mercury(II) ions", J Nanopart Res, Vol 15, pp 1344 51 Lu W B, Qin X Y, Liu S, Chang G H, Zhang Y W, Luo Y L, Asiri A M, AlYoubi A O and Sun X P,(2012)," Economical, green synthesis of fluorescent carbon nanoparticles and their use as probes for sensitive and selective detection of mercury(II) ions", Anal Chem., Vol 84, pp 5351–5357 52 Liu S, Tian J, Wang L, Zhang Y, Qin X, Luo Y, Asiri A M, Al-Youbi A O, Sun X,(2012), " Hydrothermal Treatment of Grass: A Low-Cost, Green Route to NitrogenDoped, Carbon-Rich, Photoluminescent Polymer Nanodots as an Effective Fluorescent Sensing Platform for Label-Free Detection of Cu(II) Ions", Adv Mater, Vol 24, pp 2037-2041 53 Adedokun O, Roy A, Awodugbab A O and Devia P S,(2017)," Fluorescent carbon nanoparticles from Citrus sinensis as efficient sorbents for pollutant dyes", Luminescence Vol 32(2), pp 62-70 54 Trần Thu Hƣơng,(2017)," Tổng hợp chấm lượng tử cacbon từ thực phẩm", Khóa luận tốt nghiệp đại học, Trƣờng Đại học sƣ phạm Hà Nội 55 Đặng Thị Thu Huyền, Nguyễn Thi Quỳnh, Lê Thi Hằng, Lê Quang Trung, Đỗ Thị Thu Hòa, Phạm Thị Hải Yến, Mai Xuân Dũng,(2018)," Tổng hợp polymer nano carbon từ thực phẩm ứng dụng việc phát ion Pb (II)", Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Thái Nguyên, Vol 189(13), pp 45 - 51 96 56 Peng J, Gao W, Gupta BK et al, (2012)," Graphene quantum dots derived from carbon fibers.", Nano Lett Vol 12, pp 844–849 57 Hu S L, Niu K Y, Sun J, Yang J, Zhaoa N Q and Du X M,(2009)," One-step synthesis of fluorescent carbon nanoparticles by laser irradiation", J Mater Chem., Vol 19, pp 484–488 58 Liu, H.; Ye, T.; Mao, C ,(2007)," Fluorescent Carbon Nanoparticles Derived from Candle Soot", Angew Chem., Int Ed., Vol 46, pp 6473-6475 59 Guo Y M, Wang Z, Shao H W, Jiang X Y,(2013)," Hydrothermal synthesis of highly fluorescent carbon nanoparticles from sodium citrate and their use for the detection of mercury ions", Carbon, Vol 52, pp 583-589 60 Hu S, Trinchi A, Atkin P, Cole I,(2015)," Tunable photoluminescence across the entire visible spectrum from carbon dots excited by white light", Angew Chem Int Ed Engl, Vol 54, pp 2970-2974 61 Cao, L.; Meziani, M.; Sahu, S.; Sun, Y ,(2013)," Photoluminescence Properties of Graphene versus Other Carbon Nanomaterials.", Acc.Chem Res., Vol 46, pp 171−180 62 Zhu S, Song Y, Zhao X, Shao J, Zhang J, and Yang B,(2015)," The photoluminescence mechanism in carbon dots (graphene quantum dots, carbon nanodots, and polymer dots): Current state and future perspective", Nano Res , Vol 8(2), pp 355-381 63 Siddique A B, Pramanick A K, Chatterjee S & Ray M,(2018)," Amorphous Carbon Dots and their Remarkable Ability to Detect 2,4,6-Trinitrophenol", Scientific Reports, Vol 8, pp 9770 64 Yang K, Liu M, Wang Y, Wang S, Miao H, Yang L, Yang X,(2017)," Carbon dots derived from fungus for sensing hyaluronic acid and hyaluronidase", Sensors and Actuators B, Vol 251, pp 503–508 65 Bao R, Chen Z, Zhao Z, Sun X, Zhang J, Hou L, and Yuan C,(2018)," Green and Facile Synthesis of Nitrogen and Phosphorus Co-Doped Carbon Quantum Dots towards Fluorescent Ink and Sensing Applications", Nanomaterials Vol 8, pp 368 97 66 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 67 Chen X, Zhang W, Wang Q, Fan J,(2014)," C8-structured carbon quantum dots: Synthesis, blue and green double luminescence, and origins of surface defects", Carbon, Vol 79, pp – 68 Deng, J., Lu, Q., Mi, N., Li, H., Liu, M., Xu, M., Tan, L., Xie, Q., Zhang, Y., Yao, S.,(2014)," Electrochemical Synthesis of Carbon Nanodots Directly from Alcohols", Chem A Eur J., Vol 20(17), pp 4993-4999 69 Long, Y., Zhou, C., Zhang, Z., Tian, Z., Bao, L., et al,(2012)," Shifting and NonShifting Fluorescence Emitted by Carbon Nanodots", J Mater Chem., Vol 22, pp 5917−5920 70 Hsu, P C., Shih, Z Y., Lee, C H., and Chang, H T.,(2012)," Synthesis and analytical applications of photoluminescent carbon nanodots", Green Chem , Vol 14, pp 917-920 71 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 72 Tripathi K M, Tran T S, Tran T T, Losic D, Kim T Y,(2017)," Water Soluble Fluorescent Carbon Nanodots from Biosource for Cells Imaging", Journal of Nanomaterials, Vol 22, pp 1-10 73 Tang L B, Ji R B, Cao X K, Lin J Y, Jiang H X, Li X M, Teng K S, Luk C M, Zeng S J, Hao J H, Lau S P (2012)," Deep ultraviolet photoluminescence of water-soluble self-passivated graphene quantum dots.", ACS Nano, Vol 6, pp 5102–5110 74 Demchenko A P, and Dekaliuk M O,(2013)," Novel fluorescent carbonic nanomaterials for sensing and imaging", Methods Appl Fluoresc., Vol 1, pp 042001 98 75 Hsu P C, Chen P C, Ou C M, Changa H Y and Chang H T,(2013)," Extremely high inhibition activity of photoluminescent carbon nanodots toward cancer cells", J Mater Chem B, Vol 1, pp 1774-1781 76 Qin X Y, Lu W B, Asiri A M, Al-Youbi A O and Sun X P,(2013)," Green, lowcost synthesis of photoluminescent carbon dots by hydrothermal treatment of willow bark and their application as an effective photocatalyst for fabricating Au nanoparticles–reduced graphene oxide nanocomposites for glucose detection", Catal Sci.Technol , Vol 3(4), pp 1027-1035 77 Liu S , Tian J , Wang L, Zhang Y, Qin X, Luo Y, Asiri A M, Al-Youbi A O, and Sun X,(2012)," Hydrothermal Treatment of Grass: A Low-Cost, Green Route to Nitrogen-Doped, Carbon-Rich, Photoluminescent Polymer Nanodots as an Effective Fluorescent Sensing Platform for Label-Free Detection of Cu(II) Ions", Adv Mater., Vol 24, pp 2037–2041 78 Kasibabu B S B, D'souza S L, Jha S, Singhal R K, Basuc H and Kailasa S K,(2015)," One-step synthesis of fluorescent carbon dots for imaging bacterial and fungal cells", Anal Methods, Vol 7, pp 2373–2378 79 Xu H, Yang X, Li G, Zhao C, Liao X,(2015)," Green Synthesis of Fluorescent Carbon Dots for Selective Detection of Tartrazine in Food Samples", J Agric Food Chem, Vol 63(30), pp 6707–6714 80 Huang H, Xu Y, Tang C J, Chen J R, Wang A J and Feng J J,(2014)," Facile and green synthesis of photoluminescent carbon nanoparticles for cellular imaging", New J Chem., Vol 38(2), pp 784-789 81 Mehta V N, Jha S and Kailasa S K (2014)," One-pot green synthesis of carbon dots by using Saccharum officinarum juice for fluorescent imaging of bacteria (Escherichia coli) and yeast (Saccharomyces cerevisiae) cells", Mater Sci Eng., Vol 38, pp 20–27 82 Wolkin M V, Jorne J, Fauchet P M, Allan G, Delerue C,(1999)," Electronic states and luminescence in porous silicon quantum dots: the role of oxygen", Phys Rev Lett, Vol 82(1), pp 197–200 83 Wang, L., Zhu, S J., Wang, H Y., Qu, S N., Zhang, Y L., Zhang, J H., Chen, Q D., Xu, H L., Han, W and Yang, B., et al ,(2014)," Common origin of green 99 luminescence in carbon nanodots and graphene quantum dots", ACS Nano, Vol 8, pp 2541–2547 84 Zhu S, Zhang J, Tang S, Qiao C, Wang L, Wang H, Liu X, Li B, Li Y, Yu W, Wang X, Sun H, Yang B.,(2012)," Surface Chemistry Routes to Modulate the Photoluminescence of Graphene Quantum Dots: From Fluorescence Mechanism to Up‐Conversion Bioimaging Applications", Adv Funct Mater., Vol 22(22), pp 4732–4740 85 Bao L, Zhang Z L, Tian Z Q, Zhang L, Liu C, Lin Y, Qi B, Pang D W,(2011)," Electrochemical Tuning of Luminescent Carbon Nanodots: From Preparation to Luminescence Mechanism", Adv Mater., Vol 23(48), pp 5801–5806 86 Albretsen, Jay,(2006)," The toxicity of iron, an essential element", Veterinary Medicine, Vol 101, pp 82-90 87 Wang Y, Chang Q, Hu S,(2017)," Carbon dots with concentration-tunable multicolored photoluminescence for simultaneous detection of Fe3+ and Cu2+ ions", Sensors and Actuators B, Vol 253, pp 928–933 88 Molybdenum in Drinking-water, 2011, World Health Organization 89 Sachdev A and Gopinath P,(2015),"Green synthesis of multifunctional carbon dots from coriander leaves and their potential application as antioxidants, sensors and bioimaging agents", Analyst, Vol.140,pp 4260-4269 90 Tucker D, Lu Y, Zhang Q,(2018)," From Mitochondrial Function to Neuroprotection—an Emerging Role for Methylene Blue", Molecular Neurobiology, Vol 55(6), pp 5137–5153 91 Adedokun O, Roy A, Awodugbab A O and Devi P S,(2017)," uorescent carbon nanoparticles from Citrus sinensis as efficient sorbents for pollutant dyes", Luminescence, Vol 32, pp 62–70 92 Chen S, Jin L, Chen X,(2011)," The effect and prediction of temperature on adsorption capability of coal/CH4", Procedia Engineering, Vol 26, pp 126 – 131 93 Dakhil, Ihsan Habib,(2013)," Adsorption of Methylene Blue Dye from Wastewater By Spent Tea Leaves", Journal of Kerbala University, Vol 11(3), pp 5-14 100 94 Singh H, Samiksha, Roohi S,(2013)," Removal of basic dyes from aqueous solutions using mustard waste ash and buffalo dung ash", International Journal of Environmental Sciences, Vol 3(5), pp 1711-1725 95 Xiaoyun He, Keith B Male, Pavel N Nesterenko, Dermot Brabazon, Brett Paull, and John H.T Luong,(2013)," Adsorption and Desorption of Methylene Blue on Porous Carbon Monoliths and Nanocrystalline Cellulose", ACS Appl Mater Interfaces, Vol 5(17), pp 8796–8804 96 W, Gaikwad R,(2011)," Mass transfer studies on the removal of copper from wastewater using activated carbon derived from coconut shell", Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, Vol 46(1), pp 53-56 101 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Bui Thi Hoan, Pham Van Huan, Hoang Nhu Van, Duy Hung Nguyen, Phuong Dinh Tam, Khoi Thi Nguyen, Vuong‐Hung Pham, (2018), ”Lumine scence of lemon‐ derived carbon quantum dot and its potential application in luminescent probe for detection of Mo 6+ ions”, Luminescence, Vol.33, pp.545-551 Bui Thi Hoan, Phuong Dinh Tam and Vuong-Hung Pham, (2019), “Green Synthesis of Highly Luminescent Carbon Quantum Dots from Lemon Juice”, Journal of nanotechnology, Vol.2019, ID 2852816 Bui Thi Hoan, Phuong Dinh Tam and Vuong-Hung Pham, (2019), “Green Emission Carbon Quantum Dots from Lemon Juice for Selective Detection of Fe 3+ Ions”, VNU – Journal of Science: Mathematics and Physics Vol.35, No.1, pp 64-71 Bui Thi Hoan, Tran Thi Thanh, Phuong Dinh Tam, Nguyen Ngoc Trung, Sunglae Cho, Vuong-Hung Pham, (2019), “A green luminescence of lemon derived carbon quantum dots and their applications for sensing of V 5+ ions”, Materials Science and Engineering B; accepted Bui Thi Hoan, Nguyen Truong Giang, Vuong-Hung Pham, (2019), “Onestep synthesis of fluorescent carbon dots from lemon juice for adsorbing methylene blue”, Proceedings the 14th Asian Biohydrogen, Biorefinery and Bioprocess Symposium - ABBS 2019, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, ISBN: 9786049508639 102 ... Việt QDs Quantum dots Chấm lƣợng tử Cdots Carbon nanodots Chấm nano carbon Carbon nano dots derived from Chấm nano carbon đƣợc lemon juice chế tạo từ nƣớc chanh LCdots vii High resolution transmission... học tiền chất carbon nhƣ bột graphit [9], carbon [10], sợi carbon [11], ống nano carbon [1, 12], muội than [13], muội nến [14] thành hạt nano carbon Các vật liệu carbon có cấu trúc carbon sp2 hồn... trưng chấm nano carbon 1.2.1 Hình thái, cấu trúc vật liệu 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 đƣợc