CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2. Tính chất quang
Tính chất quang của các hạt bạc được khảo sát bằng phổ hấp thụ UV-Vis trong khoảng bước sóng từ 250 nm đến 900 nm trên máy Jassco V770 tại Phịng thí nghiệm Viện Khoa học và Cơng nghệ - Đại học Khoa học Thái Nguyên. Phổ hấp thụ của các nano bạc mầm AgNPs và tấm vuông nano bạc AgNCs được thể hiện trên hình 3.2a. Quan sát cho thấy, các mầm nano bạc AgNPs có phổ hấp thụ có một đỉnh duy nhất ở bước sóng 398 nm, chứng tỏ các mầm có dạng cầu theo đúng lý thuyết Mie và Gans [42]. Dung dịch chứa các hạt nano mầm có màu vàng nhạt có kích thước khoảng 8 nm. Theo điều kiện chế tạo sau khi chiếu LED xanh lá (532 nm) ở nhiệt độ 90oC và thời gian chiếu 80 phút, sản phẩm thu được có phổ hấp thụ plasmon với 2 đỉnh và 1 vai nhỏ. Đỉnh chính ở 558 nm và đỉnh ở sóng ngắn ở 398 nm như trên hình 3.2a.
Trong một số nghiên cứu trước, khi tăng dần thời gian chiếu LED thì đỉnh phổ ở 558 nm có cường độ tăng dần và đỉnh phổ ở 398 nm giảm dần [38]. Ở cùng một cơng suất LED chiếu các hạt AgNPs có số bậc đối xứng giảm khi số đỉnh phổ hấp thụ tăng [39]. Hiện tượng này có thể được giải thích như sau: Trong q trình chế tạo mầm, citrate đóng vai trị rất quan trọng trong sự phát triển và ổn định của nano bạc. Khi chiếu sáng bằng LED, các hạt mầm AgNPs hấp thụ ánh sáng tạo ra dao động plasmon bề mặt kích thích phản ứng hóa học của citrate. Từ đó dẫn đến các phân tử citrate trên bề mặt hạt nano bạc bị oxi hóa này thành acetonedicarboxylate và nhường lại 2 điện tử trên bề mặt hạt Ag mầm. Các ion Ag+ sẽ bị khử trên bề mặt của các hạt Ag mầm. Do đó, hạt mầm sẽ được phát triển có kích thước lớn hơn. Khi có năng lượng photon chiếu đến, phản ứng bắt đầu diễn ra, các hạt mầm hình cầu hấp thụ ánh sáng đẳng hướng tạo nên các dao động plasmon lưỡng cực. Nếu tiếp tục chiếu sáng, khi đó ánh sáng kích thích sẽ ưu tiên kích thích plasmon dao động lưỡng cực dọc. Dao động lưỡng cực dọc ưu tiên phát triển theo những góc. Do đó, các hạt hình cầu phát triển dị hướng dẫn đến sự hình thành các tấm nano tam giác, hình vng, hợp diện... Khi đó trên phổ hấp thụ sẽ xuất hiện nhiều hơn 1 đỉnh hấp thụ plasmon. Việc giải thích chi tiết cơ chế hình thành phổ hấp thụ đối với các hạt nano bạc dị hướng khác nhau đã được thể hiện trong một số công bố gần đây [39]. Hai đỉnh phổ tương ứng nằm ở 398 nm và 558 nm là do cộng hưởng tứ cực ngoài mặt phẳng và cộng hưởng lưỡng cực trong mặt phẳng. Đỉnh ở bước sóng 398 nm là kết quả của sự hình thành các hạt nano dị hướng và nó được gán cho sự cộng hưởng tứ cực mặt phẳng trong của các đĩa nano. Chúng ta biết rằng quang phổ UV-Vis được sử dụng rộng rãi để xác định tính chất quang của AgNPs do tính nhạy của nó với các nguyên tố bạc. Phổ này là một kỹ thuật đáng tin cậy và có giá trị để xác minh sự hình thành các hạt nano kim loại, với điều kiện là tồn tại cộng hưởng plasmon bề mặt đối với kim loại. Có 2 cực đại hấp thụ trong phổ UV-Vis là bằng chứng về sự hiện diện của
nano bạc bất đẳng hướng (dạng tấm vuông) phân tán tốt trong hỗn hợp phản ứng quang hố. Ảnh chụp dung dịch có mầu nâu đỏ, kết quả cho thấy phù hợp với lý thuyết Gans.
Hình 3.2. (a) Phổ hấp thụ UV-Vis của mầm nano bạc AgNPs và của các tấm vuông nano
bạc AgNCs. (b) ảnh chụp kỹ thuật số dung dịch AgNPs và AgNCs