zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thủy nhiệt đến sự phát quang của chấm nano carbon

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sự xuất hiện của chấm nano carbon (CDs) như một thế hệ nano phát quang mới chỉ ra một nghịch lý thú vị về nguyên tử carbon. Bài viết này trình bày sự ảnh hưởng của nhiệt độ cũng như thời gian thủy nhiệt lên đặc tính, tính chất của chấm nano carbon được chế tạo từ nước chanh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thủy nhiệt đến sự phát quang của chấm nano carbon

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN THỦY NHIỆT ĐẾN SỰ PHÁT QUANG CỦA CHẤM NANO CARBON Bùi Thị Hoàn Trường Đại học Thủy lợi, email: buithihoan@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG nhau 120, 150, 200 và 240C trong khoảng Sự xuất hiện của chấm nano carbon (CDs) thời gian xác định. Sau khi lấy ra khỏi lò, như một thế hệ nano phát quang mới chỉ ra bình thủy nhiệt được để nguội tự nhiên đến một nghịch lý thú vị về nguyên tử carbon. nhiệt độ phòng. Dung dịch màu nâu được lọc Các nhà khoa học nhận ra rằng những hạt bằng giấy lọc 2 m để loại bỏ than. nano đó có rất nhiều trên hành tinh của chúng Đặc tính của vật liệu được phân tích bằng ta (dưới dạng các mảnh than chì hoặc các loại ảnh hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao than) nhưng chúng không được chú ý cho HRTEM TecnaiG2 2-s = twin, phổ hồng ngoại đến khi được tình cờ phát hiện vào năm (FTIR) được đo bởi thiết bị Fourier FTIR 6700 2004. CDs có phổ phát xạ rộng, huỳnh quang - Thermo Nicolet. Phổ huỳnh quang của mẫu có thể điều khiển được, phát xạ phụ thuộc được ghi lại bằng máy huỳnh quang Nano vào bước sóng kích thích và chuyển đổi Log (Horiba, Edison, USA). Ảnh nhiễu xạ ngược. Chúng đã được sử dụng rộng rãi trong XRD của màng mỏng CDs đã thu được nhờ sử các lĩnh vực khác nhau như chụp ảnh sinh dụng thiết bị D8 Advance, Bruker, Germany. học, cảm biến, quang điện tử... [1]. Gần đây các nhà khoa học đã tìm ra nguồn nguyên 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU liệu hóa chất tiềm năng để chế tạo CDs là các Chanh chứa rất ít chất béo và protein. thực vật, các chất thải trong sản suất nông Trong 100 g nước chanh chứa 88,9 g nước, nghiệp. CDs có thể được chế tạo bằng các phương pháp khác nhau như điện hóa, ô xi 9,32 g carbohydrat, 2,8 g chất xơ, 1,1 g hóa hóa học, thủy nhiệt... Phương pháp thủy protein, 0,3 g chất béo. Cacbohydrat trong nhiệt được coi là phương pháp chế tạo vật chanh thường bao gồm chất xơ và các đường liệu có chi phí thấp, thân thiện với môi đơn như sucrose, fructose, glucose. Quá trình trường, dễ dàng điều khiển kích thước của hình thành CDs bằng phương pháp thủy nhiệt vật liệu. thường trải qua ba bước: (i) nhiệt phân các Bài báo này trình bày sự ảnh hưởng của tiền chất giàu carbon ở nhiệt độ cao, dẫn đến nhiệt độ cũng như thời gian thủy nhiệt lên (ii) sự carbon hóa và tạo mầm, theo sau đó là đặc tính, tính chất của chấm nano carbon (iii) sự thụ động hóa bề mặt bởi các tác nhân được chế tạo từ nước chanh. ổn định. Hình 1 là ảnh HRTEM của CDs được chế tạo ở 200 và 240C trong 12 h. Các 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU đốm đen rõ ràng được quan sát trong ảnh Tiền chất được chọn để chế tạo chấm nano chứng tỏ sự hình thành các chấm CDs tách carbon là quả chanh Đà Lạt. Nước chanh biệt. Các cụm này dường như có dạng hình nguyên chất sau khi đã lọc bỏ hạt được đổ cầu với kích cỡ từ 13 đến 15 nm khi được chế vào bình và thủy nhiệt ở các nhiệt độ khác tạo ở 200C và từ 4 đến 6 nm khi được chế 306
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 tạo ở 240C. Như vậy khi nhiệt độ thủy nhiệt của CDs nhận thấy số lượng lớn các nhóm tăng thì kích thước của hạt giảm. chứa oxy. Đỉnh 1713 cm-1 tương ứng với dao động dãn đặc trưng COOH. Đỉnh ở 1636 cm-1 tương ứng với các liên kết C = C và C = O. Các đỉnh hấp thụ ở 1390 và 2925 cm-1 cho thấy sự tồn tại của liên kết C-H. Đỉnh 3440 cm-1 xuất hiện được cho là do sự có mặt của nhóm –OH trong mẫu. Đỉnh 1124 cm-1 tương ứng với sự có mặt của liên kết C-O-C[2]. Hình 1. Ảnh HR-TEM của CDs được chế tạo ở (a) 200C, 12 h; (b) 240C, 12 h. Không quan sát thấy bất kỳ mạng lưới tinh thể nào trong phạm vi một chấm CDs. Điều này chứng tỏ CDs có bản chất vô định hình. Chất lượng tinh thể của CDs cũng được thể hiện thông qua giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) trong hình 2. Trong giản đồ XRD của CDs quan sát thấy đỉnh nhiễu xạ rộng ở 20,7C, cho thấy độ kết tinh kém của CDs. Cường độ của đỉnh nhiễu xạ giảm khi nhiệt độ tăng. Sự Hình 3. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier hình thành của CDs liên quan đến sự thêu kết của CDs của các cụm carbon. Khi ở nhiệt độ cao thì Huỳnh quang dường như là tính chất vốn các cụm carbon càng trở nên rối loạn và mất có của các loại CDs. Dung dịch CDs thu trật tự hơn, vì vậy mà không hình thành mạng được khi quan sát ở điều kiện thường có màu tinh thể trong chấm CDs. nâu đậm. Khi được chiếu bởi tia cực tím 365 nm thì nó phát xạ màu xanh lá cây (hình 4). Hình 2. Giản đồ nhiễu xạ tia X của CDs được chế tạo ở các nhiệt độ khác nhau Sự tồn tại của các liên kết hóa học cũng được chứng minh từ phổ hồng ngoại biến đổi Hình 4. Ảnh chụp dung dịch CDs ở điều kiện Fourier (hình 3). Quan sát trên phổ hồng ngoại thường và khi được chiếu bởi tia tử ngoại 307
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 Sau khi khảo sát một cách định tính khả năng phát quang của vật liệu, nhóm nghiên cứu đã tiến hành đo phổ huỳnh quang của CDs để khảo sát ảnh hưởng của điều kiện chế tạo lên cường độ phát xạ của vật liệu. Hình 5 là phổ huỳnh quang của CDs được chế tạo ở 280C trong các khoảng thời gian khác nhau 3, 6, 9 và 12 h khi được kích thích bởi bước sóng 410 nm. Nhận thấy rằng thời gian thủy nhiệt không ảnh hưởng đến vị trí đỉnh phát xạ cực đại nhưng ảnh hưởng đến cường độ huỳnh quang. Khi thời gian thủy nhiệt tăng thì cường độ phát xạ cũng tăng dần. Như vậy thời gian thủy nhiệt càng lớn thì số lượng tâm Hình 6. Phổ huỳnh quang của CDs phát xạ được hình thành nhiều hơn. Dựa trên được chế tạo ở các nhiệt độ khác nhau kết quả này chúng tôi chọn 12 h làm thời gian trong cùng thời gian thủy nhiệt thủy nhiệt cho các thí nghiệm tiếp theo. 4. KẾT LUẬN Như vậy chấm nano carbon được chế tạo từ nước chanh bằng phương pháp thủy nhiệt phát xạ ánh sáng màu xanh lá cây. Khi thời gian thủy nhiệt và nhiệt độ tăng thì cường độ phát xạ cũng tăng dần. Khi nhiệt độ thủy nhiệt tăng thì bước sóng phát xạ trở nên ngắn hơn. Dựa vào kết quả trên chúng tôi đã lựa chọn điều kiện thủy nhiệt là 240oC và 12h để chế tạo CDs với tiềm năng ứng dụng để phát hiện ion kim loại dựa trên hiệu ứng dập tắt huỳnh quang và chụp ảnh sinh học[3]. Hình 5. Phổ huỳnh quang của CDs được chế 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO tạo ở 280 oC với thời gian thủy nhiệt thay đổi [1] Lin Cui et al, (2021), Carbon Dots: Hình 6 là phổ huỳnh quang của dung dịch Synthesis, Properties and Applications, CDs được chế tạo ở các nhiệt độ khác nhau Nanomaterials, 11, 3419. trong cùng khoảng thời gian 12 h ứng với [2] Sumaiyah et al, (2023), Hydrothermally bước sóng kích thích 410 nm. Chú ý thấy nitrogen-doped carbon dots (N-C-dots) rằng phổ huỳnh quang của CDs có dải phát from isolated lignin of oil palm empty fruit xạ rộng trải dài từ vùng cực tím đến vàng. bunch for bacterial imaging of Staphylococcus Phổ này gồm đỉnh phát xạ tập trung ở vùng aureus, Case Studies in Chemical and xanh lá cây trong khoảng từ 500 đến 550 nm Environmental Engineering, 8, 100455. tùy thuộc vào nhiệt độ thủy nhiệt. CDs được [3] Aschalew Tadesse et al, (2020), Fluorescent- chế tạo ở 150, 200, 240 và 280C, có đỉnh Nitrogen-Doped Carbon Quantum Dots phát xạ tương ứng ở 550, 540, 518 và 508 Derived from Citrus Lemon Juice: Green nm. Như vậy khi giảm nhiệt độ thủy nhiệt thì Synthesis, Mercury(II) Ion Sensing, and Live bước sóng phát xạ tăng. Cell Imaging, ACS Omega, 5, 3889-3898. 308

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2438 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.