Tổng hợp polymer nano carbon từ thực phẩm và ứng dụng của nó trong phát hiện ion Pb (II)

Trong bài viết tổng hợp CPDs sử dụng thực phẩm giàu protein và acid là sữa đậu tương và nước chanh bằng phương pháp nhiệt vi sóng với dung môi glycerol, cấu trúc của CPDs được nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử truyền qua TEM, tính chất quang được nghiên cứu bằng phổ hấp thụ UV-vis và phổ phát xạ huỳnh quang PL.

Mai Xuân Dũng Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 189(13): 45 - 51 TỔNG HỢP POLYMER NANO CARBON TỪ THỰC PHẨM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ TRONG PHÁT HIỆN ION Pb (II) Đăng Thị Thu Huyền1, Nguyễn Thi Quỳnh1,2, Lê Thi Hằng1, Lê Quang Trung1, Đỗ Thi Thu Hòa1, Phạm Thị Hải Yến1, Mai Xuân Dũng1* Đại học Sư phạm Hà Nội 2, Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội TÓM TẮT Polymer điểm xuyết hạt nanocarbon (CPDs: carbon polymer dots) ba cấu trúc chấm lượng tử carbon (CQDs: carbon quantum dots), nghiên cứu khía cạnh khác từ tổng hợp đến triển khai ứng dụng CQDs có khả phát xạ huỳnh quang tốt thân thiện với môi trường CPDs thường tổng hợp cách dehydrate hóa polyamide nhiên thường đòi hỏi điều kiện nhiệt độ áp suất cao, thời gian xử lý lâu Trong báo này, tổng hợp CPDs sử dụng thực phẩm giầu protein acid sữa đậu tương nước chanh phương pháp nhiệt vi sóng với dung môi glycerol Cấu trúc CPDs nghiên cứu kính hiển vi điện tử truyền qua TEM Tính chất quang nghiên cứu phổ hấp thụ UV-vis phổ phát xạ huỳnh quang PL Kết cho thấy, CPDs hình thành áp suất thường sau 5-7 phút phản ứng CPDs có phổ phát xạ dạng đám, với hai trung tâm phát xạ 405 nm 520 nm Hiệu suất phát xạ huỳnh quang CPDs thu từ nước chanh, đậu tương hỗn hợp chúng 17%; 31% 36% Tín hiệu huỳnh quang CPDs giảm đáng kể có mặt ion Pb(II) nồng độ khoảng 10-8 M cho thấy ứng dụng CPDs làm vật liệu phát ion Pb(II) Từ khóa: chấm lượng tử carbon, hạt nanocarbon, huỳnh quang, thực phẩm, protein GIỚI THIỆU* Kể từ lần đầu phát năm 2004 Xiaoyou Xu cộng làm ống nanocarbon [1], chấm lượng tử carbon với kích thước cỡ nanomet có khả phát xạ huỳnh quang thu hút ý nhà khoa học Những nghiên cứu tổng hợp sau cho thấy CQDs tổng hợp nhiều phương pháp khác nhau, sử dụng đa dạng nguồn nguyên liệu từ than chì, phân tử hữu đơn giản đến polymer tự nhiên có thực phẩm [2,3] Dựa vào cấu trúc CQDs gồm có ba loại bao gồm chấm lượng tử đơn lớp graphene (GQDs: graphene carbon quantum dots), hạt nano carbon (CNDs: carbon nanodots) polymer điểm xuyết hạt nanocarbon (CPDs: carbon polymer dots) [2] GQDs bao gồm vài lớp C sp2 đa vòng liên hợp có nhóm chức phân cực rìa cạnh hệ liên hợp GQDs chủ yếu tổng hợp phương pháp điện hóa laser phân hủy than chì CNDs có dạng hình cầu gồm hai phần lõi vỏ; * Email: xdmai@hpu2.edu.vn lõi gồm có lớp C sp2 liên hợp có kích thước khác chồng xếp lên nhau; phần vỏ có nhóm chức phân cực giúp CNDs tan tốt nước CPDs gồm có nhóm C sp2 liên hợp kết nối với thông qua mạch hydrocarbon no [2] CPDs CNDs tổng hợp chủ yếu từ tiền chất hợp chất hữu đơn giản từ polymer, oligomer Tiền chất thường sử dụng hỗn hợp acid amine hữu cơ; acid sử dụng chủ yếu citric acid (CA) Trong trình thủy nhiệt, acid amine phản ứng với tạo thành polyamide trước xảy q trình dehydrate hóa tạo thành cấu trúc dầu carbon [4] Dựa vào chế này, thay sử dụng hóa chất hữu cơ, người ta sử dụng trực tiếp polyamide có nguồn gốc tự nhiên tóc [5], sữa [6] nhiều nguồn sinh học khác [7] để tổng hợp CPDs Trong nguồn thực phẩm tự nhiên, đậu tương có hàm lượng protein cao, chiếm từ 38 đến 41% khối lượng khô [8] Bên cạnh đó, nước chanh nước hoa có hàm lượng citric acid cao nhất, với hàm lượng dao động khoảng từ 39 đến 48 g/L [9] Do đó, có 45 Mai Xn Dũng Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ thể xem đậu tương nước chanh nguồn polyamide acid citric dồi dào, thân thiện với người, sử dụng để tổng hợp CPDs Q trình dehydrate hóa tạo thành hệ C sp2 thường đòi hỏi nhiệt độ cao (180 – 260oC), áp suất cao điều kiện thủy nhiệt thời gian phản ứng kéo dài từ đến 12 tiếng Mặc dù q trình thủy nhiệt có nhiều ưu điểm thân thiện với môi trường, không sử dụng dung mơi lại đòi hỏi bình phản ứng chịu áp suất cao, thời gian phản ứng kéo dài lượng chất tổng hợp nhỏ Thay thủy nhiệt, người ta sử dụng vi sóng để cung cấp lượng cho phản ứng Thời gian phản ứng giảm từ vài tiếng đến 10 phút [10] Trong trường hợp sử dụng dung môi nước, hệ thống phản ứng vi sóng đòi hỏi bình phản ứng chịu áp suất cao kèm theo thiết bị kiểm sốt điều kiện phản ứng an tồn khắt khe Mặc dù vậy, chưa có nhiều nghiên cứu sử dụng dung mơi có nhiệt độ sơi cao, thân thiện với môi trường glycerol (nhiệt độ sôi 290oC) để tổng hợp CPDs áp suất thường Trong nghiên cứu này, nghiên cứu tổng hợp CPDs từ đậu tương nước chanh sử dụng dung môi glycerol, cấp nhiệt lò vi sóng Kết cho thấy, CPDs hình thành 10 phút phản ứng, sản phẩm thu tan tốt nước có khả phát xạ huỳnh quang cao với hiệu suất lượng tử đạt 30% THỰC NGHIỆM Nước chanh vắt từ chanh (citrus aurantifolia) Dịch đậu tương chuẩn bị cách ninh hạt đậu tương (glycine max) với nước 12 Ly tâm dịch thu với tốc độ 6000 vòng/phút phút để loại bỏ cặn rắn Dịch nước chanh, dịch đậu tương hỗn hợp chúng trộn với glycerol (99%, Aladdin Chemicals) theo tỷ lệ thể tích 1:1 lọ vial 20 ml Hỗn hợp sau đặt vào lò vi sóng Goldsun (model: MWO-G20SA, hoạt động tần số 2450MHz, công suất 1200W) tiến hành cấp nhiệt chế độ 80% công suất tối đa Để làm PCDs, hỗn hợp sản phẩm thu được hòa tan vào nước cho vào túi lọc dialysis có kích thước lỗ 2000 Da đặt bình nước 46 189(13): 45 - 51 cất hai lần Nước bên thay thường xuyên màu nước bên túi lọc hoàn toàn suốt Cấu trúc CPDs phân tích kính hiển vi điện tử truyền qua TEM máy JEM 2100 (JEOL, Nhật bản) với phát 200 kV sử dụng sợi đốt LaB6 Tính chất hấp thụ CPDs đo máy quang phổ hấp thụ Shimadzu UV-2450 chế độ đo độ hấp thụ hai chùm tia dung môi nước Tính chất phát xạ quang học CPDs nghiên cứu hệ thống quang phổ huỳnh quang Horiba; nguồn kích thích gồm đèn Xe kết hợp tán sắc; hệ thống cảm biến gồm CCD kết hợp tán sắc KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hình 1a mơ tả vắt tắt quy trình tổng hợp CPDs từ đậu tương nước chanh, hai nguồn nguyên liệu giầu protein citric acid Hình 1b, c, d, ảnh chụp hỗn hợp thu sau khoảng thời gian phản ứng khác Hình 1e ảnh chụp dung dịch CPDs (bên phải) so với nước cất (bên trái) ánh sáng trắng; hình 1b', c', d' ảnh chụp dung dịch CPDs thu từ b, c, d đèn UV (365 nm) e) a) CPDs Đậu 3p 3,5 p 4p 4,5 p p b’) b) Chanh 4p 4,5 p p 5,5 p p 6,5 p p c) Hỗn hợp d) c') 3,5 p 4p 4,5 p p 5,5 p d') Hình a) Sơ đồ tổng hợp CPDs; Ảnh chụp dung hỗn hợp phản ứng từ đậu tương (b), nước chanh (c) hỗn hợp đậu tương - chanh (d) sau thời gian vi sóng khác nhau; p viết tắt phút e) ảnh chụp dung dịch CPDs (bên phải) nước cất (bên trái) ánh sáng trắng b', c' d' ảnh chụp dung dịch CPDs (bên phải) thu từ b (5p), c (7p) d (5,5p) đèn UV (365 nm) so với nước cất (trái) Mai Xuân Dũng Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ Có thể thấy hình tăng thời gian xử lý nhiệt vi sóng, mầu hỗn hợp phản ứng chuyển từ không mầu đến vàng nhạt, nâu đậm cuối chuyển sang đen Sự chuyển màu có nghĩa giải hấp thụ ánh sáng hỗn hợp phản ứng mở rộng từ vùng sóng ngắn đến tồn vùng nhìn thấy Đây dấu hiệu cho thấy hình thành phát triển hệ C sp2 liên hợp Bằng cách đo phổ hấp thụ hỗn hợp theo thời gian phản ứng khác nhau, xác định thời gian phản ứng tối ưu - thời gian phản ứng tối thiểu cần thiết để độ hấp thụ đạt cực đại ổn định - phút, phút 5,5 phút cho đậu tương, nước chanh hỗn hợp đậu tương chanh (tỷ lệ 1:1 khối lượng khô) Sản phẩm CPDs thu tan tốt nước (hình e) cần nồng độ thấp (dung dịch gần khơng màu) phát xạ huỳnh quang tốt đèn UV (365 nm) nhìn thấy hình b', c', d' Hình Ảnh TEM mẫu CPDs tổng hợp từ hỗn hợp đậu tương - chanh sau 5,5 phút phản ứng Hình ảnh TEM mẫu CPDs thu từ hỗn hợp nguyên liệu dịch đậu tương nước chanh với tỷ lệ khối lượng rắn 1:1 CPDs thu gồm phần C sp2 có màu đen ảnh TEM với kích thước dao động từ đến 12 nm Bên rìa cạnh chấm màu đen có phần màu xám mạch hydrocarbon no Trên ảnh TEM 189(13): 45 - 51 nhận thấy sản phẩm thu bao gồm hỗn hợp hai dạng cấu trúc: 1) hạt C sp2 màu đen riêng biệt nằm độc lập với 2) hạt C sp2 kết nối với qua phần hydrocarbon no màu xám Do đó, sản phẩm thu có cấu trúc polymer điểm xuyết hạt nano carbon CPDs Tính chất hấp thụ phát xạ huỳnh quang PL CPDs tổng hợp hình Phổ hấp thụ CPDs có vùng hấp thụ khoảng 225 nm với vai hấp thụ khoảng 275 nm tương ứng với chuyển dịch điện tử π→π* hệ liên hợp C sp2 n→π* từ orbital không liên kết nhóm phân cực -C=O, -COOH, -OH, hay -NH- lên orbital π* hệ C sp2 [11] Ngoài ra, CPDs có giải hấp thụ với độ hấp thụ giảm dần kéo dài đến vùng nhìn thấy; đặc trưng hấp thụ cấu trúc C sp2 liên hợp [11] Phổ phát xạ PL CPDs với bước sóng kích thích khác có dạng phổ đám, trải rộng từ khoảng 375 đến 650 nm Tích phân cường độ phát xạ toàn miền phát xạ đạt cực đại bước sóng kích thích 360 nm Để tính hiệu suất phát quang, chúng tơi đo phổ phát xạ dung dịch nước CPDs dung dịch quinine sulfate H2SO4 0,5 M điều kiện đo Các dung dịch chuẩn bị cho độ hấp thụ quang bước sóng 360 nm xấp xỉ 0,1 đơn vị Hiệu suất phát xạ sau tính theo cơng thức: a A n    55  r  s   s  as Ar  nr  Trong đó, a, A, n độ hấp thụ quang bước sóng 360 nm, tích phân cường độ phát xạ PL chiết suất dung môi mẫu nghiên cứu (s) mẫu so sánh (r) 55 hiệu suất phát xạ huỳnh quang quinine sulfate; chiết suất ns = nr Hiệu suất phát xạ lượng tử tính với CPDs thu từ nước chanh, đậu tương hỗn hợp đậu tương - chanh 17, 31 36% 47 Mai Xuân Dũng Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ §é hÊp thơ (a u) 200 250 300 350 400 C-êng ®é PL (a u) Chanh Đậu t-ơng Hỗn hợp a) 450 500 260 nm 280 nm 300 nm 320 nm 340 nm 360 nm 380 nm 400 nm 420 nm 440 nm c) 350 400 B-íc sãng (nm) 400 500 550 600 650 C-êng ®é PL (a u) C-êng ®é PL (a u) 260 nm 280 nm 300 nm 320 nm 340 nm 360 nm 380 nm 400 nm 420 nm 440 nm 450 450 500 550 600 650 700 B-íc sãng (nm) b) 350 189(13): 45 - 51 700 260 nm 280 nm 300 nm 320 nm 340 nm 360 nm 380 nm 400 nm 420 nm 440 nm d) 350 400 450 500 550 600 650 700 B-íc sãng (nm) B-íc sãng (nm) Hình Tính chất quang học CPDs a) phổ hấp thụ UV-Vis dung dịch CPDs nước; phổ phát xạ huỳnh quang PL tương ứng với bước sóng kích thích khác dung dịch CPDs thu từ b) nước chanh, c) đậu tương d) hỗn hợp đậu tương - chanh tỷ lệ khối lượng 1:1 405 nm a) 260 280 300 C-êng ®é PL (a u) C-êng ®é PL (a u) Chanh Đậu t-ơng Hỗn hợp 320 340 B-ớc sóng (nm) 360 380 525 nm b) Chanh Đậu t-ơng Hỗn hợp 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 B-íc sãng (nm) Hình Phổ kích thích huỳnh quang PLE mẫu CPDs với hai tâm phát xạ a) 405 nm b) 525 nm Phổ PL phân tích thành hai vùng phát xạ Gaussian định xứ 405 520 nm; cường độ tương đối hai vùng thay đổi theo bước sóng kích thích trình bày phổ PLE hình Bước sóng kích thích tối ưu cho tâm phát xạ 405 nm 340 nm bước sóng kích thích tối đa cho tâm phát xạ 520 nm 380 nm Từ tính chất huỳnh quang CPDs thu hình 4, chúng tơi đề xuất chế quang học CPDs hình Dựa tính tốn lượng tử DFT (density funtional theory), nhận thấy cấu trúc CPDs gồm hai thành phần hệ C sp2 liên hợp (PAH: polycyclic aromatic hydrocarbon) nhóm chức quang học F (fluorophore) tính chất quang CPDs phụ thuộc vào kích thước hệ liên hợp PAH, cấu tạo nhóm F đặc biệt liên kết PAH F Khi F liên kết trực tiếp với PAH orbital 48 Mai Xuân Dũng Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 189(13): 45 - 51 380 nm 520 nm 405 nm 340 nm phân tử trở nên không định xứ, làm giảm đáng kể hiệu lượng LUMO-HOMO đồng thời làm tăng độ hấp thụ CPDs vùng sóng dài [12] Chúng tơi đề xuất tồn hai tâm phát xạ 405 520 nm có mặt đồng thời nhiều dạng liên kết PAH F Tuy nhiên, cấu trúc cụ thể CPDs cần tiếp tục nhiên cứu thêm để làm sáng tỏ liên kết PAH F Hình Cơ chế quang học CPDs 2+ Nång ®é Pb (ppm) -4 -3 -2 2.07x10 2.07x10 2.07x10 2.07x10 C-êng ®é PL C=0 -9 C=10 -8 C=10 -7 C=10 -6 C=10 -5 C=10 -4 C=10 350 400 450 500 550 600 650 700 750 B-íc sãng (nm) % c-êng ®é PL Nång ®é (M) a) -1 2.07x10 2.07x10 100 b) 90 80 TCVN 70 60 50 40 1E-9 1E-8 1E-7 1E-6 1E-5 1E-4 2+ Nång ®é Pb (M) Hình Ảnh hưởng ion Pb(II) đến cường độ huỳnh quang a) Phổ phát xạ PL CPDs dung dịch Pb(II) có nồng độ (M) khác nhau; b) Ảnh hưởng nồng độ Pb(II) đến tích phân cường độ PL so với mẫu trắng Cuối cùng, để đánh giá tiềm ứng dụng CPDs việc phát ion kim loại nặng, tiến hành đo phổ PL dung dịch CPDs có mặt ion Pb(II) với nồng độ khác Các chế độ đo PL bao gồm bước sóng kích thích, khe sáng kích thích khe sáng phát đến detector, thời gian tích phân cường độ giữ cố định 340 nm, nm ms Kết trình bày hình Có thể thấy hình 6a cấu trúc phổ PL không thay đổi ngoại trừ cường độ phát xạ giảm dần tăng nồng độ ion Pb(II) So với mẫu trắng (khơng có ion Pb(II)), cường độ PL giảm chậm từ 95% xuống 83% tăng nồng độ Pb(II) từ 10-9 M (tương ứng 2,07x10-4 ppm) lên 10-6 M (0,21 ppm) Khi tăng nồng độ Pb(II) lên 10-6M, cường độ PL giảm nhanh rõ rệt Theo quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước ăn uống (QCVN 01:2009/BYT), nồng độ Pb nước tối đa cho phép 0,01 ppm, hay 4,8x10-8M Ở ngưỡng nồng độ này, tín hiệu phát xạ huỳnh quang CPDs giảm khoảng 85% so với nước tinh khiết Tuy mức 49 Mai Xuân Dũng Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ độ giảm tín hiệu (15%) cảm nhận mắt thường, ngưỡng nồng độ cho phép nằm vùng 10-9 - 10-6 M; vùng tín hiệu huỳnh quang thay đổi chậm so với nồng độ Pb (II) Do đó, CPDs sử dụng để phát nước nhiễm Pb(II) nặng (>0,2 ppm) mắt thường, cần đến máy phân tích quang phổ để phát Pb(II) nồng độ thấp (khoảng 10-4 ppm) KẾT LUẬN Chúng sử dụng dung mơi phân cực có nhiệt độ sơi cao glycerol để làm mơi trường chuyển hóa nguồn nguyên liệu từ đậu tương nước chanh thành vật liệu huỳnh quang nanocarbon (CPDs) Kết cho thấy, sử dụng sóng siêu âm để cung cấp nhiệt cho q trình, CPDs hình thành sau 5-7 phút phản ứng, nhanh nhiều so với phương pháp thủy nhiệt (thường từ đến 12 giờ) thực áp suất thường CPDs thu tan tốt nước, có cấu trúc C sp2 liên hợp với kích thước dao động khoảng 4-12 nm CPDs có phổ phát xạ dạng đám rộng với hai tâm phát xạ 405 520 nm Hiệu suất phát xạ huỳnh quang, kích thích 360 nm, phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu ban đầu đạt 17-39% Tín hiệu huỳnh quang giảm có mặt ion Pb(II) cho thấy CPDs sử dụng làm đầu đò huỳnh quang phát kim loại nặng nước Giới hạn phát mắt thường khoảng 0,2 ppm máy quang phổ huỳnh quang 10-4 ppm LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ từ nguồn kinh phí Khoa học cơng nghệ Trường Đại học Sư phạm Hà Nội cho đề tài mã số: C.201818-04 TÀI LIỆU THAM KHẢO X Xu, R Ray, Y Gu, H.J Ploehn, L Gearheart, K Raker, W.A Scrivens, Electrophoretic analysis and purification of fluorescent sing-walled carbon nanotube fragments., J Am Chem Soc 126 (2004) 12736– 12737 doi:10.1021/ja050082h S Zhu, Y Song, X Zhao, J Shao, J Zhang, B 50 189(13): 45 - 51 Yang, The photoluminescence mechanism in carbon dots (graphene quantum dots, carbon nanodots, and polymer dots): current state and future perspective, Nano Res (2015) 355–381 doi:10.1007/s12274-014-0644-3 R Wang, K.-Q Lu, Z.-R Tang, Y.-J Xu, Recent progress in carbon quantum dots: synthesis, properties and applications in photocatalysis, J Mater Chem A (2017) 3717– 3734 doi:10.1039/C6TA08660H D Qu, M Zheng, L Zhang, H Zhao, Z Xie, X Jing, R.E Haddad, H Fan, Z Sun, Formation mechanism and optimization of highly luminescent N-doped graphene quantum dots, Sci Rep (2015) 5294 doi:10.1038/srep05294 Y Guo, L Zhang, F Cao, Y Leng, Thermal treatment of hair for the synthesis of sustainable carbon quantum dots and the applications for sensing Hg2+, Sci Rep (2016) 35795 doi:10.1038/srep35795 D Wang, L Zhu, C McCleese, C Burda, J.F Chen, L Dai, Fluorescent carbon dots from milk by microwave cooking, RSC Adv (2016) 41516–41521 doi:10.1039/c6ra06120f S.A Chechetka, E Miyako, Light-Active Carbon Nanodots from Autoclaved Bioresources, ChemistrySelect (2016) 608–611 doi:10.1002/slct.201600169 L.K Karr-Lilienthal, L.L Bauer, P.L Utterback, K.E Zinn, R.L Frazier, C.M Parsons, G.C Fahey, Chemical composition and nutritional quality of soybean meals prepared by extruder/expeller processing for use in poultry diets, J Agric Food Chem 54 (2006) 8108–8114 doi:10.1021/jf061425t K.L Penniston, S.Y Nakada, R.P Holmes, D.G Assimos, Quantitative Assessment of Citric Acid in Lemon Juice, Lime Juice, and Commercially-Available Fruit Juice Products, J Endourol 22 (2008) 567–570 doi:10.1089/end.2007.0304 10 J Park, B Kwon, W Jeong, A Chae, Y Choi, S.Y Park, I In, Microwave-assisted Synthesis of Fluorescent Polymer Dots from Hyperbranched Polyethylenimine and Glycerol, Chem Lett 46 (2017) 1463–1465 doi:10.1246/cl.170565 11 S Saxena, T.A Tyson, S Shukla, E Negusse, H Chen, J Bai, Investigation of structural and electronic properties of graphene oxide, Appl Phys Lett 99 (2011) 67–70 doi:10.1063/1.3607305 12 T.H Ngà, B.T Hạnh, M.X Dũng, Tính tốn lượng tử làm rõ tính chất quang học chấm lượng tử carbon, Tạp Chí Khoa Học - Đại Học Sư Phạm Hà Nội 56 (2018) Mai Xuân Dũng Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 189(13): 45 - 51 ABSTRACT THE SYNTHESIS OF CARBON POLYMER DOT AND ITS APPLICATION IN Pb(II) DETECTION Dang Thi Thu Huyen1, Nguyen Thi Quynh1,2, Le Thi Hang1, Le Quang Trung1, Do Thi Thu Hoa1, Pham Thi Hai Yen1, Mai Xuan Dung*1 Hanoi Pedagogical University 2, University of Science - VNU Carbon polymer dots (CPDs), graphene quantum dot and carbon nanodot are three structures of carbon quantum dots (CQDs) CPDs have been investigated increasingly from the synthesis to the applications due to their non-toxicity and strong luminescence in the visible region CPDs can be synthesized straightforwardly by dehydration of polyamide, however, high pressures and long reaction time are ussually required Herein, we synthesized CPDs from soybean and leamon juice which are protein and acid rich foods using microwave-assisted thermal treament in glycerol solvent The structure of CPDs was investigated by transimission electron microscope (TEM) while their optical properties were characterized by UV-Vis and photoluminescent (PL) spectroscopy It has been demonstrated that CPDs can be formed within 5-7 minutes of microwave treatment PL spectra of CPDs were broad with two emitting centers at 405 and 520 nm The emission quantum yield ranged from 17 to 36% depending on the food precusor The PL intensity decreased with the presence of Pb(II) showing the potential application of CPDs as photoluminescence probe for Pb(II) detection Keywords: carbon quantum dot, carbon nanodot, photoluminescence, fruit juice, protein Ngày nhận bài: 07/9/2018; Ngày hoàn thiện: 01/11/2018; Ngày duyệt đăng: 30/11/2018 * Email: xdmai@hpu2.edu.vn 51 ... ngoại trừ cường độ phát xạ giảm dần tăng nồng độ ion Pb( II) So với mẫu trắng (không có ion Pb( II)), cường độ PL giảm chậm từ 95% xuống 83% tăng nồng độ Pb( II) từ 10-9 M (tương ứng 2,07x10-4 ppm)... nồng độ Pb (II) Do đó, CPDs sử dụng để phát nước nhiễm Pb( II) nặng (>0,2 ppm) mắt thường, cần đến máy phân tích quang phổ để phát Pb( II) nồng độ thấp (khoảng 10-4 ppm) KẾT LUẬN Chúng sử dụng dung... cung cấp lượng cho phản ứng Thời gian phản ứng giảm từ vài tiếng đến 10 phút [10] Trong trường hợp sử dụng dung môi nước, hệ thống phản ứng vi sóng đòi hỏi bình phản ứng chịu áp suất cao kèm