CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.3. Cơ chế hình thành tấm vng nano bạc
Trong giai đoạn đầu tiên tạo mầm AgNPs, hầu hết các cấu trúc nano là các hạt nano bạc gần như hình cầu theo ngun lý làm chín Ostwald. Tiền chất AgNO3 là nguồn cung cấp Ag+cho phản ứng hoá khử. Phản ứng hóa học chủ đạo trong giai đoạn này là sự khử Ag+ bởi sodium borohydride NaBH4. Các tấm vng AgNCs được hình thành từ các nguyên tử bạc dựa trên sự phát triển của các hạt Ag chứa citrate thơng qua chiếu xạ với ánh sáng LED (hình 3.3). Trong giai đoạn trung gian plasmon, các cation bạc Ag+bị khử bởi NaBH4để tạo thành các hạt bạc tương tác với ánh sáng tới từ đó tạo ra các điện tử nóng (hot electron) và lỗ trống nóng (hot hole) trên bề mặt của các hạt nano, tiếp theo là phản ứng oxy hóa khử của các cation bạc và anion citrate. Khi các hạt keo nano bạc bị kích thích bởi ánh sáng tới (LED), các điện tử nóng có thể được chuyển đến các obitan trống của các cation bạc, và các lỗ trống nóng chứa đầy các điện tử từ q trình oxy hóa citrate bị hấp phụ thành axetonedicacboxylat (ADE) và CO2[40].
Hình 3.3. Sơ đồ chế tạo các nano bạc dạng tấm vuông AgNCs
Một cách chi tiết hơn trong giai đoạn thứ hai của phản ứng quang hóa plasmon, những hạt này phát triển và kết tinh lại thành các tấm vuông nano bạc AgNCs ở nhiệt độ 90oC với các cạnh được xác định rõ thơng qua q trình trung gian plasmon, ở đó ánh sáng LED làm xúc tác cho sự gắn kết có định hướng của các hạt đã được tạo hình sẵn. Trong quá trình tăng cường độ quang kích thích dựa trên sự khử các ion kim loại dư thừa trên bề mặt hạt, đó là nguồn gốc của sự phát triển khơng đẳng hướng có liên quan đến các khuyết tật cấu trúc hoặc tác nhân bọc của AgNPs [41].Kích thích plasmon lưỡng cực gây ra sự phân tách điện tích cực nhanh trên bề mặt hạt nano, dẫn đến sự khử cation bạc chọn lọc và gây ra sự tăng trưởng tinh thể dị hướng (hình 3.4). Các AgNCs hình vng là chất được tạo thành ở giai đoạn gần cuối của phản ứng quang hố plasmon. Theo cơng bố của Lee và cộng sự, sự kết tụ của hạt là do trường điện từ định xứ mạnh (EM) trong bức xạ ánh sáng xung quanh các hạt nano bạc. Trường EM trong mặt phẳng mạnh hơn theo hướng vng góc do tương tác giữa plasmon lưỡng cực và ánh sáng tới sẽ gây ra sự phát triển hai chiều và tạo ra các tấm nano bạc. Các ion Ag+ hấp phụ có chọn lọc trên các mặt khác nhau, dẫn đến sự lắng đọng ảnh có chọn lọc của Ag trên các mặt đó.
4
Hình 3.4. (a) Mode cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) lưỡng cực trong (hay dao động dọc)