Luận án Nghiên cứu chế tạo chấm nano Carbon từ nước chanh và ứng dụng

 tồn tại của các liên kết hóa học cũng đƣợc chứng minh từ phổ hồng ngoại 
biến đổi Fourier (hình 3.5). Quan sát trên phổ hồng ngoại của LCdots nhận thấy số 
lƣợng lớn các nhóm chứa oxy. Đỉnh 1713 cm -1 tƣơng ứng với dao động dãn đặc 
trƣng COOH. Sự tồn tại của đỉnh này đƣợc cho là do sự có mặt của các axít trong 
LCdots khi nhiệt độ thay đổi từ 150 đến 200 oC [68]. Đỉnh ở 1636 cm-1 tƣơng ứng 
với các liên kết C=O [69]. Các đỉnh hấp thụ ở 1390 và 2925 cm-1 cho thấy sự tồn tại 
của liên kết C H [70]. Đỉnh 3440 cm-1 xuất hiện đƣợc cho là do sự có mặt của 
nhóm –OH trong mẫu. Đỉnh 1124 cm-1 tƣơng ứng với sự có mặt của liên kết C O-C 
[71]. Nhƣ vậy các phân tích phổ XPS và phổ FTIR đã chỉ ra rằng trên bề mặt 
LCdots có các liên kết C=O, C-O-C, COOH. Các nhà khoa học thuộc nhóm của 
Siqdique đã chỉ rõ rằng H và O dƣờng nhƣ tập trung trên bề mặt xung quanh cụm C [63]. 
Từ các phân tích trên có thể khẳng định sự tự thụ động hóa tự phát của LCdots. 
38 
Hình 3.5 Phổ hồng ngoại của LCdots được chế tạo ở các nhiệt độ khác nhau. 
3.4. Tính chất quang của vật liệu 
LCdots dễ dàng phân tán trong nƣớc, ethanol, methanol và ethylen glycol mà 
không cần bất kỳ sự biến tính hóa học nào. Tuy nhiên nó lại rất khó phân tán trong 
aceton. Điều này đƣợc cho là do LCdots có bản chất axít. Nhóm carbonyl (C=O) 
trong aceton là một axít Lewis điển hình. Trong khi đó nhóm hydroxyl trong 
ethanol, methanol, ethylene glycol là một bazơ Lewis điển hình. Còn nƣớc là một 
chất lƣỡng tính, có thể phản ứng nhƣ một chất axít hay bazơ. Trong hóa học axít 
Lewis là bất kỳ axít nào mà có thể nhận một cặp điện tử và tạo ra liên kết cộng hóa 
trị phối vị. Một bazơ Lewis là bất kỳ phân tử hay ion nào có thể tạo ra liên kết cộng 
hóa trị phối hợp mới bằng cách cung cấp một hoặc nhiều cặp điện tử. 
3.4.1. Thời gian sống 
Thời gian sống là một tính chất quan trọng của các hạt nano phát xạ ánh 
sáng. Thời gian sống khác nhau có thể tƣơng ứng với cơ chế tái tổ hợp khác nhau 
39 
của điện tử - lỗ trống. Kỹ thuật kích thích bởi xung laser phân giải thời gian thích 
hợp nhất cho việc phân tích thời gian sống. Đƣờng cong phân rã huỳnh quang của 
LCdots – 200, 240 và 280 oC đã đƣợc phân tích nhƣ trong hình 3.6. Có thể thấy 
rằng thời gian sống của LCdots ở 200, 240 oC tƣơng ứng là 150,3 ns và 144,2 ns. 
Trong khi LCdots đƣợc chế tạo ở 280 oC có thời gian sống là 73,4 ns. Sự khác nhau 
về thời gian phân rã của LCdots có thể là do sự hình thành nhiều tâm phát xạ do sai 
hỏng khi nhiệt độ thủy nhiệt tăng. Mặt khác thời gian sống của LCdots 280 oC cho 
thấy sự tái hợp nhanh của các exciton gây ra sự phát quang [5]. Cdots có thời gian 
sống chừng hàng trăm ns thích hợp cho các ứng dụng quang điện tử và sinh học. 
Hình 3.6 Thời gian sống của LCdots được chế tạo ở 200, 240, 280 oC. 
3.4.2. Phổ hấp thụ và kích thích 
Nhƣ đƣợc chỉ ra trong hình 3.7a LCdots có phổ hấp thụ liên tục tăng dần từ 
700 nm đến 250 nm. Đỉnh hấp thụ ở 283 nm tƣơng ứng với sự chuyển - * của 
C=C [42]. Phổ hấp thụ UV-Vis không có độ hấp thụ nền trong vùng nhìn thấy. 
Điều này chứng tỏ không có bất kỳ hình thái nào khác của nano carbon hay carbon 
vô định hình nào đƣợc tạo ra trong quá trình carbon hóa một phần các tiền chất. 
Các chất này thƣờng hấp thụ ở vùng bƣớc sóng dài hơn [72]. Nhƣ vậy phổ hấp thụ 
UV-Vis của LCdots cũng có đặc điểm chung giống với hầu hết Cdots đƣợc chế tạo 
từ các vật liệu khác nhƣ nƣớc cam [6], vỏ dƣa hấu [4]. Từ các ảnh HR-TEM nhận 
thấy rằng kích thƣớc của các chấm LCdots đƣợc chế tạo ở các nhiệt độ khác nhau là 
khác nhau. Tuy nhiên phổ UV-Vis cho thấy đỉnh hấp thụ không phụ thuộc vào nhiệt độ. 
40 
Điều đó có nghĩa là không có mối liên hệ nào giữa kích thƣớc của hạt và đỉnh hấp thụ. 
Đặc điểm này cũng đã đƣợc nhấn mạnh trong công bố của Tang năm 2012 [73]. 
Hình 3.7 (a) Phổ hấp thụ UV-Vis và (b) phổ kích thích huỳnh quang của LCdots được chế 
tạo ở nhiệt độ 150, 200, 240 và 280 oC 
Hình 3.7b là phổ kích thích huỳnh quang PLE của LCdots đƣợc chế tạo ở 
150, 200, 240 và 280 
oC trong thời gian 12 h ứng với bƣớc sóng phát xạ 520 nm. 
Theo kết quả trên thì các hạt có kích thƣớc nhỏ hơn (LCdots 240 và 280 oC) bị kích 
thích bởi bƣớc sóng ngắn hơn. Còn các hạt có kích thƣớc lớn hơn (LCdots 150 và 
200 
oC) bị kích thích bởi bƣớc sóng dài hơn. Bƣớc sóng kích thích cực đại nằm 
trong khoảng từ 400 đến 480 nm. Độ hấp thụ của LCdots ở vùng này tƣơng đối thấp. 
Sự hấp thụ ở đỉnh này có thể xuất phát từ sự chuyển dịch n * hoặc do sự dịch 
chuyển * của nhóm (C=O)O [67]. 
Từ các kết quả phân tích của phổ hấp thụ UV-Vis, phổ kích thích PLE của 
LCdots nhận thấy rằng mặc dù LCdots hấp thụ mạnh trong vùng tử ngoại (đỉnh hấp 
thụ 283 nm) nhƣng hầu nhƣ không bị kích thích bởi các bƣớc sóng hấp thụ cực đại này. 
Điều này có nghĩa là LCdots sẽ không phát xạ hoặc phát xạ yếu khi đƣợc kích thích 
bởi các bƣớc sóng hấp thụ cực đại. Mặt khác LCdots bị kích thích mạnh ở bƣớc 
sóng nằm trong khoảng từ 400 đến 480 nm nhƣng lại vắng mặt sự hấp thụ có thể so 
sánh đƣợc ở vùng này. Khi chiếu ánh sáng có bƣớc sóng nằm trong khoảng này thì 
LCdots phát xạ mạnh nhất. Đây cũng là đặc điểm chung của hầu hết các loại Cdots. 
Nhóm của Demchenko đã đề xuất hai loại dịch chuyển điện tử (nhóm mang màu): 
41 
Một loại hấp thụ mạnh trong vùng tử ngoại và phát xạ yếu (nếu có) [74]. Loại khác 
hấp thụ yếu trong vùng có bƣớc sóng dài hơn và phát xạ mạnh trong vùng nhìn thấy. 
Sự dịch chuyển loại 1 có thể liên quan đến sự hấp thụ ánh sáng bởi các vùng lai hóa 
sp
2
 có kích thƣớc nhỏ giàu điện tử . Do mật độ và số lƣợng lớn nên chúng là các 
chất hấp thụ ánh sáng mạnh nhất. Sự kích thích điện tử của chúng có thể đƣợc xem 
nhƣ là sự chuyển đổi qua vùng cấm để hình thành các trạng thái exciton. Sự di trú 
exciton xảy ra với bẫy nên dẫn đến quá trình phục hồi về trạng thái cơ bản mà 
không phát xạ. Các mảnh loại khác là các chất hấp thụ yếu hơn nhƣng lại phát xạ 
mạnh ở bƣớc sóng dài hơn. Chúng có thể liên quan đến các sai hỏng trên bề mặt 
làm cho các vùng điện tử bị tách khỏi liên hợp. Tính chất của chúng tƣơng tự nhƣ 
các phân tử thơm đƣợc kết hợp vào vật rắn. Khi xuất hiện những chuyển đổi điện tử 
- chất cho, điện tử - chất nhận trong vòng carbon của chúng thì các tính chất quang 
biến đổi một cách rõ rệt. Các nhóm thay thế trong liên hợp với các cấu trúc điện tử 
 có thể hình thành các trạng thái có năng lƣợng thấp hơn, đặc biệt là các trạng thái 
chuyển điện tích (trạng thái CT) đồng thời phát xạ ánh sáng nhìn thấy. Các tâm phát 
xạ có thể không bao gồm toàn bộ hạt mà chúng có thể trên bề mặt và hoạt động nhƣ 
các phân tử thuốc nhuộm hữu cơ hình thành các trạng thái CT vì vậy phát xạ dựa 
trên các sai hỏng này thƣờng sáng hơn mặc dù hấp thụ ít hơn. Sự phát xạ của nhóm 
mang màu loại 1 quá yếu để có thể quan sát đƣợc hoặc bị dập tắt hoàn toàn. 
 Sự phát xạ huỳnh quang có nguồn gốc từ các sai hỏng đƣợc tăng lên rõ rệt 
khi các sai hỏng này bị thụ động hóa [2, 10]. Ngoài ra sự phát xạ huỳnh quang còn 
đƣợc tăng cƣờng khi các phân đoạn polyme đƣợc gắn trên bề mặt hạt [24, 29]. 
Đây là một bằng chứng bổ sung chứng tỏ sự phát xạ huỳnh quang mạnh xuất phát 
từ các nhóm gắn trên bề mặt. Tại sao loại phát xạ này lại không bị dập tắt? Điều này 
xảy ra có thể là do hai loại trạng thái kích thích không đƣợc tách rời. Không có dấu 
hiệu nào của sự di chuyển cộng hƣởng Froster của năng lƣợng kích thích (PRET) từ 
các chất hấp thụ ánh sáng loại 1 sang các mảnh phát xạ loại 2 (đƣợc chứng minh bởi 
sự vắng mặt của cực đại bổ sung của phổ kích thích trong vùng tử ngoại). Sự hấp 
thụ tử ngoại do sự dập tắt FRET cũng không thể thực hiện do sự khác biệt về năng 
lƣợng của các chất phát xạ nhìn thấy và các chất hấp thụ tử ngoại. 
42 
3.4.3. Tính chất huỳnh quang của vật liệu 
Hình 3.8 (a) Ảnh chụp dung dịch LCdots ở điều kiện thường và khi được chiếu bởi tia tử ngoại; 
(b,c,d) Sự hiển thị các chữ và vân tay sau khi được đánh dấu bởi LCdots và chiếu xạ tia tử ngoại. 
Huỳnh quang dƣờng nhƣ là tính chất vốn có của các loại Cdots, do đó nhóm 
nghiên cứu đã tiến hành kiểm tra một cách định tính khả năng phát quang của vật liệu. 
Dung dịch LCdots thu đƣợc khi quan sát ở điều kiện thƣờng có màu nâu đậm. 
Khi đƣợc chiếu bởi tia tử ngoại 365 nm thì nó phát xạ màu xanh lá cây (hình 3.8a). 
Kết quả này tƣơng tự nhƣ Cdots thu đƣợc từ nƣớc cam [6], nƣớc chuối [41] bằng 
phƣơng pháp thủy nhiệt. Nƣớc chanh không phát quang nhƣng sau khi thủy nhiệt 
thì LCdots lại phát quang mạnh. Điều này chứng tỏ vai trò quan trọng của quá trình 
thủy nhiệt. Hình ảnh hiển thị của các chữ trong hình 3.8b, c chứng tỏ LCdots có 
tiềm năng ứng dụng làm mực in huỳnh quang. Ngoài ra LCdots còn có khả năng 
hiển thị lại hình ảnh của vân tay (hình 3.8d) chứng tỏ chúng có tiềm năng ứng dụng 
trong khoa học hình sự. 
43 
3.4.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian thủy nhiệt 
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 LCdots để khảo sát ảnh 
hƣởng của điều kiện chế tạo lên cƣờng độ phát xạ của vật liệu. Hình 3.9a là phổ 
huỳnh quang của LCdots đƣợc chế tạo ở 280 oC trong các khoảng thời gian khác 
nhau 3, 6, 9 và 12 h khi đƣợc kích thích bởi bƣớc sóng 410 nm. Nhận thấy rằng thời 
gian thủy nhiệt không ảnh hƣởng đến vị trí đỉnh phát xạ cực đại nhƣng ảnh hƣởng 
đến cƣờng độ huỳnh quang. Khi thời gian thủy nhiệt tăng thì cƣờng độ phát xạ cũng 
tăng dần. Nhƣ vậy thời gian thủy nhiệt càng lớn thì số lƣợng tâm phát xạ đƣợc hình 
thành nhiều hơn. Dựa trên kết quả này chúng tôi chọn 12 h làm thời gian thủy nhiệt 
cho các thí nghiệm tiếp theo. 
Hình 3.9 Phổ huỳnh quang của LCdots được chế tạo ở (a) 280 oC khi thời gian thủy nhiệt 
thay đổi; (b) các nhiệt độ khác nhau trong cùng thời gian thủy nhiệt. 
Hình 3.9b là phổ huỳnh quang của dung dịch LCdots đƣợc chế tạo ở các 
nhiệt độ khác nhau trong cùng khoảng thời gian 12 h ứng với bƣớc sóng kích thích 
410 nm. Chú ý thấy rằng phổ huỳnh quang của LCdots có dải phát xạ rộng trải dài 
từ vùng tử ngoại đến vàng. Phổ này gồm đỉnh nhiễu xạ tập trung ở vùng xanh lá cây 
trong khoảng từ 500 đến 550 nm tùy thuộc vào nhiệt độ thủy nhiệt. LCdots đƣợc 
chế tạo ở 150, 200, 240 và 280 oC, có đỉnh phát xạ tƣơng ứng ở 550, 540, 518 và 
508 nm. Nhƣ vậy khi giảm nhiệt độ thủy nhiệt thì bƣớc sóng phát xạ dịch chuyển 
sang vùng đỏ. Ngoài ra nhƣ đã chỉ ra trong hình 3.7a độ hấp thụ của LCdots đƣợc 
chế tạo ở các nhiệt độ này trong vùng từ 400 đến 500 nm đều nhỏ và tƣơng đƣơng 
44 
nhau. Sự tăng cƣờng độ huỳnh quang của LCdots khi nhiệt độ thủy nhiệt tăng 
chứng tỏ sự gia tăng của số lƣợng photon đƣợc phát ra tức là hiệu suất lƣợng tử tăng 
theo nhiệt độ. 
3.4.3.2. Ảnh hưởng của bước sóng kích thích 
Nhƣ đã trình bày ở trong chƣơng 1 một số loại Cdots có tính chất huỳnh 
quang phụ thuộc vào bƣớc sóng kích thích, một số loại khác thì không vì vậy nhóm 
nghiên cứu đã tiến hành khảo sát tính chất này của LCdots. Hình 3.10 là phổ huỳnh 
quang của LCdots đƣợc chế tạo ở các nhiệt độ khác nhau khi thay đổi bƣớc sóng 
kích thích. Kết quả cho thấy bƣớc sóng phát xạ cực đại nằm trong khoảng từ 500 
đến 550 nm. Khi bƣớc sóng thay đổi thì phổ PL của Cdots ở các nhiệt độ 120, 150, 
200, 240 
oC thể hiện sự phụ thuộc vào bƣớc sóng một cách khác nhau. Ở nhiệt độ 
thấp 120 oC có sự phụ thuộc rõ ràng của bƣớc sóng cực đại vào bƣớc sóng kích thích. 
Khi nhiệt độ tăng lên 150 oC đã quan sát thấy rằng mức độ phụ thuộc trở nên ít hơn. 
Khi nhiệt độ thủy nhiệt đạt 240 oC thì đỉnh phát xạ huỳnh quang gần nhƣ không phụ 
thuộc vào bƣớc sóng kích thích. 
Bảng 3.1 liệt kê bƣớc sóng kích thích, bƣớc sóng phát xạ và độ dịch chuyển 
bƣớc sóng Stoke của LCdots đƣợc tổng hợp ở 120 và 150 oC. Độ dịch chuyển Stoke là 
sự khác biệt về bƣớc sóng hoặc tần số giữa các vị trí của dải cực đại của phổ hấp thụ 
và phát xạ của cùng một chuyển đổi điện tử ( λ = λpx – λkt với λpx là bƣớc sóng phát 
xạ và λkt là bƣớc sóng kích thích). Quan sát trên bảng này thấy rõ sự phụ thuộc của 
bƣớc sóng phát xạ vào bƣớc sóng kích thích và độ dịch chuyển Stoke thay đổi 
không đều đặn từ 60 đến 161 nm. Nhƣ vậy khi bƣớc sóng kích thích ngắn hơn thì 
độ dịch chuyển Stoke dài hơn. Ngoài ra phổ phát xạ không đối xứng với phần đuôi 
nhỏ kéo dài sang vùng bƣớc sóng dài hơn. Các hiện tƣợng này cho thấy PL của 
LCdots liên quan đến các trạng thái bề mặt đa dạng [46]. 
Để hiểu đƣợc nguyên nhân gây ra sự dịch chuyển Stoke lớn trong phổ huỳnh 
quang của Cdots chúng ta cần làm rõ câu hỏi: liệu có sự tƣơng tác giữa các chất 
huỳnh quang phát xạ bƣớc sóng dài hay chúng là các tâm phát xạ độc lập. Cơ chế 
chung có thể đề xuất cho chúng là FRET. Sự di chuyển cộng hƣởng trong hệ các 
chất huỳnh quang giống nhau sẽ gây ra luồng năng lƣợng chuyển từ các tâm phát xạ 
45 
bƣớc sóng ngắn sang tâm phát xạ bƣớc sóng dài. Sự phân tách mạnh giữa phổ kích 
thích và phát xạ ở đây không có lợi cho sự chuyển tiếp. Do đó có thể các tâm riêng 
biệt phát xạ độc lập [74]. Nếu không có FRET giữa các chất phát xạ tƣơng tự trong 
các cấu trúc nano giống nhau thì chúng ta phải tìm lời giải thích cho sự dịch chuyển 
Stokes. Hiển nhiên có sự hình thành phức hợp giữa các hạt ở trạng thái cơ bản và 
trạng thái kích thích. Ngoài ra có thể có các hiệu ứng phục hồi phân tử làm giảm 
năng lƣợng của các tâm phát xạ. Để ý thấy rằng sự dịch chuyển Stokes mạnh không 
chỉ xảy ra đối với các hydrocarbon thơm mà còn xảy ra trong phổ của thuốc nhuộm 
hữu cơ với các điện tích phân cực. 
Hình 3.10 Phổ huỳnh quang khi được kích thích bởi các bước sóng khác nhau của LCdots 
được chế tạo ở (a) 120 oC; (b) 150 oC; (c) 200 oC; (d) 240 oC. 
46 
Bảng 3.1 Độ dịch chuyển Stoke khi được kích thích bởi các bước sóng khác nhau 
λkt 
(nm) 
LCdots – 120 oC LCdots – 150 oC 
λpx (nm) λ = λpx – λkt Imax (đvty) λpx (nm) λ = λpx – 
λkt 
Imax (đvty) 
360 521 161 815 504 161 1038 
380 527 147 2613 516 147 1100 
400 529 129 3445 520 129 1463 
420 533 113 2729 526 113 2729 
440 537 97 3081 529 89 4151 
460 542 82 3165 538 82 4611 
480 547 67 2070 540 67 4756 
3.4.3.3. Ảnh hưởng của dung môi 
Tính chất huỳnh quang của LCdots cũng đã đƣợc nghiên cứu trong các dung 
môi phân cực nhƣ nƣớc, cồn, methanol, ethylen glycol. Hình 3.11 là phổ kích thích 
và phát xạ của LCdots trong các dung môi này. Bƣớc sóng kích thích và phát xạ cực 
đại của LCdots trong các dung môi gần giống nhƣ LCdots nguyên chất. Tuy nhiên 
cƣờng độ phát xạ của LCdots trong các dung môi phân cực đƣợc tăng lên rõ rệt so 
với LCdots nguyên chất. Quan sát thấy rằng cƣờng độ huỳnh quang của LCdots 
trong nƣớc là lớn nhất sau đó đến cồn, ethylen glycol và methanol. Điều này có thể 
đƣợc giải thích nhƣ sau: khi đƣợc pha loãng thì khoảng cách giữa các chấm LCdots 
tăng nên sự va chạm của chúng xảy ra với xác xuất thấp hơn so với LCdots nguyên chất. 
Việc pha loãng LCdots trong các dung môi khác nhau đã làm giảm sự dập tắt do va 
chạm và do tự hấp thụ trong dung dịch có nồng độ cao. Kết quả là cƣờng độ huỳnh 
quang của LCdots trong các dung môi đƣợc tăng lên đáng kể. Do nƣớc có độ phân 
cực cao hơn so với các dung môi hữu cơ nên LCdots trong nƣớc thể hiện cƣờng độ 
huỳnh quang cao nhất. Kết quả tƣơng tự cũng quan sát thấy ở Cdots đƣợc chế tạo từ 
vỏ hành [71]. 
47 
Hình 3.11 Phổ kích thích và phổ phát xạ của LCdots trong các dung môi khác nhau. 
3.4.3.4. Ảnh hưởng của nồng độ LCdots 
Hình 3.12a là phổ huỳnh quang của LCdots đƣợc pha loãng bởi nƣớc với tỷ 
lệ thể tích 1:1 khi đƣợc kích thích bởi các bƣớc sóng khác nhau. Khác với LCdots 
nguyên chất tính chất phát quang của LCdots đƣợc pha loãng thể hiện sự phụ thuộc 
vào bƣớc sóng kích thích. Đỉnh phát xạ chuyển sang vùng có bƣớc sóng dài hơn khi 
bƣớc sóng kích thích tăng. Cƣờng độ phát xạ cực đại đƣợc quan sát thấy ở 524 nm 
khi bƣớc sóng kích thích là 420 nm. Kết quả tƣơng tự cũng quan sát thấy ở LCdots 
đƣợc pha loãng bởi cồn, ethylene glycol và methanol. Hơn thế nữa cƣờng độ phát 
xạ cực đại nhạy với lƣợng nƣớc đƣợc thêm vào hay nói cách khác nhạy với nồng độ 
LCdots (hình 3.12b). Khi giảm tỷ lệ giữa thể tích của LCdots và nƣớc từ 1:1; 1:2; 
1:3; 1:4 (nồng độ LCdots trong nƣớc giảm) nhận thấy cƣờng độ phát xạ tăng dần. 
Lƣợng nƣớc đƣợc thêm vào càng lớn thì xác xuất xảy ra sự va chạm giữa các chấm 
LCdots càng thấp. Do đó sự mất mát năng lƣợng của LCdots do va chạm giảm. 
Ngoài ra việc pha loãng LCdots cũng làm giảm sự tự hấp thụ trong các dung dịch 
nồng độ cao. Kết quả là dung dịch LCdots có nồng độ càng thấp thì cƣờng độ phát 
xạ càng tăng. Tuy nhiên khi nồng độ LCdots quá thấp (tỷ lệ từ 1:5 trở đi) thì số 
lƣợng tâm phát xạ tồn tại trong dung dịch ít hơn do đó cƣờng độ phát xạ lại giảm. 
Nhƣ vậy khi LCdots đƣợc pha loãng trong nƣớc cất theo tỷ lệ 1:4 thì cƣờng độ phát 
xạ là lớn nhất. 
48 
Hình 3.12 Phổ huỳnh quang của LCdots được pha loãng bởi nước (a) khi kích thích bởi 
các bước sóng khác nhau; (b) khi thay đổi tỷ lệ giữa Cdots là nước từ 1:1 đến 1:5. 
3.4.3.5. Ảnh hưởng của pH và tia tử ngoại 
Ảnh hƣởng của pH lên cƣờng độ huỳnh quang cũng đã đƣợc nghiên cứu. 
Hình 3.13a cho thấy cƣờng độ huỳnh quang của LCdots gần nhƣ không thay đổi khi 
pH thay đổi từ 3 đến 5, tăng nhẹ khi pH từ 8 đến 12. Trong môi trƣờng có độ pH 
quá thấp bằng 1 thì cƣờng độ PL giảm. Điều này đƣợc cho là do trong môi trƣờng 
pH quá thấp thì các nhóm chức hydroxyl trên bề mặt bị proton hóa dẫn đến sự hình 
thành liên kết định vị và sự gia tăng các electron n [44]. Hình 3.13b cho thấy 
cƣờng độ phát xạ của LCdots ổn định ngay cả khi bị chiếu tia tử ngoại liên tục trong 
vòng 6 h. 
Hình 3.13 Ảnh hưởng của pH và tia tử ngoại lên sự phát quang của LCdots 
49 
3.4.3.6. Ảnh hưởng của nồng độ ion 
Ngoài ra ảnh hƣởng của nồng độ ion lên cƣờng độ huỳnh quang của LCdots 
cũng đƣợc nghiên cứu bằng cách sử dụng dung dịch muối NaCl và Na2SO4 với 
nồng độ khác nhau lên đến 1 mol/L. Quan sát trên hình 3.14 thấy rằng không có sự 
thay đổi đáng kể nào trong cƣờng độ phát xạ của LCdots khi nồng độ của các muối 
nói trên tăng lên. Nhƣ vậy tính chất huỳnh quang của LCdots không chịu ảnh hƣởng 
của các muối thông thƣờng. 
Hình 3.14 Tính chất huỳnh quang của LCdots trong các dung dịch muối (a) NaCl và (b) Na2SO4. 
3.4.4. Hiệu suất lượng tử 
Độ sáng và sự bền quang là hai điểm chính cần phải kể đến trong việc ứng 
dụng Cdots. Nhƣ phân tích ở trên thì LCdots có độ bền quang tốt. Cƣờng độ phát xạ 
gần nhƣ không thay đổi khi bị chiếu tia tử ngoại liên tục trong vòng 6 h. Điều này 
cũng đã đƣợc xác nhận rộng rãi với các loại Cdots khác [6, 45]. Đối với vật liệu 
nano huỳnh quang thì hiệu suất lƣợng tử là một thông số cần thiết. Các phƣơng 
pháp dễ thực hiện nhất để xác định hiệu suất lƣợng tử liên quan đến việc so sánh 
cƣờng độ huỳnh quang tích phân của mẫu cần đo với hợp chất chuẩn. Chất chuẩn 
đƣợc chọn phải là chất có cùng vùng hấp thụ và phát xạ với chất mẫu cần xác định. 
Vì phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang của sodium fluorescein và LCdots nằm cùng 
trong cùng một vùng nên sodium fluorescein đƣợc chọn làm chất chuẩn để xác định 
50 
hiệu suất lƣợng tử của LCdots. Nhƣ đã biết hiệu suất lƣợng tử của sodium 
fluorescein là 0,79 khi bị kích thích bởi ánh sáng có bƣớc sóng 370 nm. Để xác định 
hiệu suất lƣợng tử năm nồng độ khác nhau của chất chuẩn và mẫu đƣợc pha sao cho 
độ hấp thụ của chúng ở bƣớc sóng 370 nm đều nhỏ hơn 0,1. Sodium fluorescein 
đƣợc pha loãng trong dung dịch NaOH 0,1 M, còn LCdots đƣợc pha loãng bởi nƣớc đã 
khử ion. Chỉ số khúc xạ của dung dịch NaOH 0,1 M và nƣớc đã khử ion đều bằng 1,33. 
Tiến hành đo phổ hấp thụ của tất cả các mẫu và xác định độ hấp thụ của chúng 
ở 370 nm. Phổ huỳnh quang của chúng và các dung môi khi bị kích thích bởi ánh 
sáng có bƣớc sóng 370 nm cũng đƣợc đo. Phổ thực của các mẫu bằng phổ đo đƣợc 
trừ đi phổ của dung môi. Hình 3.15 là các đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của cƣờng độ 
huỳnh quang tích phân theo độ hấp thụ của cả chất mẫu