Tổng hợp chấm lượng tử Cdse

Synthesis of green CdSe/chitosan quantum dots using
Synthesis of green CdSe/chitosan quantum dots using
a polymer-assisted
a polymer-assisted
γ
γ
-radiation route
-radiation route
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG
BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG
Tổng hợp chấm lượng tử CdSe/chitosan lục sử
Tổng hợp chấm lượng tử CdSe/chitosan lục sử
dụng dòng bức xạ
dụng dòng bức xạ
γ
γ
khuôn polymer
khuôn polymer
Bin Kang, Shu-Quan Chang, Yao-Dong Dai, Da Chen
Bin Kang, Shu-Quan Chang, Yao-Dong Dai, Da Chen
Tổng hợp chấm lượng tử CdSe/chitosan lục sử
Tổng hợp chấm lượng tử CdSe/chitosan lục sử
dụng dòng bức xạ
dụng dòng bức xạ
γ
γ
khuôn polymer
khuôn polymer

GVHD
GVHD
: TS. Lâm Quang Vinh
: TS. Lâm Quang Vinh
HVTH
HVTH
: Phan Trung Vĩnh
: Phan Trung Vĩnh


ABSTRACT/
ABSTRACT/
TÓM TẮT
TÓM TẮT
Chấm lượng tử
Chấm lượng tử
CdSe phủ Chitosan
CdSe phủ Chitosan
(CdSe/CS QDs)
(CdSe/CS QDs)
Hệ chứa nước
Hệ chứa nước
(Aqueous System)
(Aqueous System)
Dòng bức xạ
Dòng bức xạ
γ
γ
(
(

γ
γ
-
-
radiation route)
radiation route)
Nhiệt độ phòng
Nhiệt độ phòng
(Room Temperature)
(Room Temperature)
Áp suất khí quyển
Áp suất khí quyển
(Ambient Pressure)
(Ambient Pressure)
QDs
QDs
d
=
4
n
m
Phân bố kích thước hẹp
Phân bố kích thước hẹp
(Narrow Size Distribution)
(Narrow Size Distribution)
Peak hấp thu: 460 nm
Peak hấp thu: 460 nm
Peak phát xạ: 535 nm
Peak phát xạ: 535 nm
460

535
Lõi CdSe cấu trúc
Lõi CdSe cấu trúc
Zinc Blende
Zinc Blende
Vỏ chitosan
Vỏ chitosan

INTRODUCTION
INTRODUCTION
/GIỚI THIỆU
/GIỚI THIỆU
Tính chất duy nhất:
Tính chất duy nhất:
quang, phát quang, điện,
quang, phát quang, điện,
vật lý và hóa học khác
vật lý và hóa học khác
Đầu dò phát quang
Đầu dò phát quang
phân tử, phát hiện ung
phân tử, phát hiện ung
thư, hình ảnh sinh học
thư, hình ảnh sinh học
CdSe: Hiệu suất lượng
CdSe: Hiệu suất lượng
tử phát quang cao; E
tử phát quang cao; E
g
g

nhỏ
nhỏ
& các t/c quang
& các t/c quang
↔ điện
↔ điện
Goldestein et al., 1992
Goldestein et al., 1992
Rees & Krauter, 1996;
Rees & Krauter, 1996;
Empedocles & Bawendi, 1997
Empedocles & Bawendi, 1997
Dubertret et al., 2002;
Dubertret et al., 2002;
Larson et al., 2003;
Larson et al., 2003;
Michalet at al., 2005
Michalet at al., 2005
Các phương pháp
Các phương pháp
chế tạo CdSe QDs
chế tạo CdSe QDs




Phản ứng rắn
Phản ứng rắn
(Solid Reactions)
(Solid Reactions)





Phản ứng dd
Phản ứng dd
nước (Aqueous
nước (Aqueous
Solution Reactions)
Solution Reactions)




PP dùng chất ban
PP dùng chất ban
đầu là HCHC kim loại
đầu là HCHC kim loại
(Organometallic
(Organometallic
Precursor Routes)
Precursor Routes)
Nhiệt độ cao;
Hợp chất độc hại
(Toxic Substance)
Tinh thể Nano
Tinh thể Nano
bán dẫn/
bán dẫn/
Chấm lượng tử

Chấm lượng tử
(QDs)
(QDs)
Yu et al.,
Yu et al.,
1998
1998
Phương pháp chiếu
Phương pháp chiếu
γ
γ
(
(
γ
γ
-irradiation method)
-irradiation method)




KL, hợp kim, oxit KL,
KL, hợp kim, oxit KL,
sulfide KL dạng tinh thể nano
sulfide KL dạng tinh thể nano
Han ch
Han ch
ế
ế
: kích thư

: kích thư
ớ
ớ
c l
c l
ớ
ớ
n,
n,
khó tan
khó tan


Sinh h
Sinh h
ọ
ọ
c
c

INTRODUCTION
INTRODUCTION
/GIỚI THIỆU
/GIỚI THIỆU
Trong công trình này:
Trong công trình này:
Chế tạo thành công:
Chế tạo thành công:
CdSe QDs có thể hòa tan
CdSe QDs có thể hòa tan

Hệ chứa nước
Hệ chứa nước
(Aqueous Sys.)
(Aqueous Sys.)
Dòng bức xạ
Dòng bức xạ
γ
γ
(
(
γ
γ
-
-
radiation route)
radiation route)
Nhiệt độ phòng
Nhiệt độ phòng
(Room Temp.)
(Room Temp.)
Áp suất k. quyển
Áp suất k. quyển
(Ambient Pres.)
(Ambient Pres.)
Chitosan làm mẫu khuôn
Chitosan làm mẫu khuôn
phân tử (molecular template)
phân tử (molecular template)
Các pp sử dụng để đo các tính chất của CdSe QDs
Các pp sử dụng để đo các tính chất của CdSe QDs

Kính hiển vi điện tử truyền qua (SEM)
Kính hiển vi điện tử truyền qua (SEM)
Phổ kế hồng ngoại chuyển đổi Fourier (FT-IR)
Phổ kế hồng ngoại chuyển đổi Fourier (FT-IR)
Phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
Phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
Phổ tán xạ năng lượng (EDS)
Phổ tán xạ năng lượng (EDS)
Phổ ultraviolet-visible (UV-Vis)
Phổ ultraviolet-visible (UV-Vis)
Phổ phát quang (PL)
Phổ phát quang (PL)
Lõi CdSe cấu trúc
Lõi CdSe cấu trúc
Zinc Blende
Zinc Blende
Vỏ chitosan
Vỏ chitosan

EXPERIMENTAL
EXPERIMENTAL
/THỰC NGHIỆM
/THỰC NGHIỆM
Chitosan
Chitosan




Oligomer (Phân tử

Oligomer (Phân tử
gồm 5 đơn phân)
gồm 5 đơn phân)




Độ polymer hóa:
Độ polymer hóa:
30 – 40
30 – 40
Phương pháp phân ly bức xạ
Phương pháp phân ly bức xạ
(Radiation Degradation Method)
(Radiation Degradation Method)
Axit Acetic
Lọc sạch
Lọc sạch
Purified
Purified
Chất dẫn
Chất dẫn
(Eluent)
(Eluent)
0,2 M CH
0,2 M CH
3
3
COOH;
COOH;

0,2 M CH
0,2 M CH
3
3
COONa
COONa
Phương pháp ghi sắc ký thẩm
Phương pháp ghi sắc ký thẩm
thấu keo
thấu keo
(Gel Permeation
(Gel Permeation
Chromatography Route)
Chromatography Route)
T = 30
T = 30
0
0
C
C
Tốc độ dòng (Flow Rate) = 1ml/phút
Tốc độ dòng (Flow Rate) = 1ml/phút
Nồng độ mẫu = ca.1% (w/v)
Nồng độ mẫu = ca.1% (w/v)




Isopropanol (C
Isopropanol (C

3
3
H
H
7
7
OH)
OH)




Cadmium Chloride (CdCl
Cadmium Chloride (CdCl
2
2
)
)




Selenium Dioxide (SeO
Selenium Dioxide (SeO
2
2
)
)

EXPERIMENTAL

EXPERIMENTAL
/THỰC NGHIỆM
/THỰC NGHIỆM




10 ml nước
10 ml nước
đã được khử
đã được khử
ion (deionized)
ion (deionized)
chứa chitosan
chứa chitosan
oligomer
oligomer
C
d
C
l
C
d
C
l
2
S
e
O
2





Hòa tan CdCl
Hòa tan CdCl
2
2
và SeO
và SeO
2
2


C
C
CdCl2
CdCl2
= 0,5mM
= 0,5mM
C
C
SeO2
SeO2
= 1mM
= 1mM
Isopropanol



Thêm 1 ml C
Thêm 1 ml C
3
3
H
H
7
7
OH
OH
C
C
3
3
H
H
7
7
OH: tác
OH: tác
nhân dịch
nhân dịch
chuyển gốc
chuyển gốc
OH (Hydroxy
OH (Hydroxy
free-radical
free-radical
removal agent)

removal agent)
N
2
N
2




Sục khí N
Sục khí N
2
2
trong 1h
trong 1h
để khử oxy.
để khử oxy.




Chiếu xạ tia
Chiếu xạ tia
γ
γ
nguồn Co-60
nguồn Co-60
độ phóng xạ
độ phóng xạ
7.10

7.10
5
5
Ci;
Ci;
Liều hấp thu: 15kGy
Liều hấp thu: 15kGy
Tốc độ liều: 3kGy/h
Tốc độ liều: 3kGy/h
C
o
6
0
Ci: Curie; 1Ci = 3,7.10
Ci: Curie; 1Ci = 3,7.10
10
10
Bq
Bq
1 Bq = 1 phân rã/s
1 Bq = 1 phân rã/s
kGy: Kilogram Gray;
kGy: Kilogram Gray;
1 kGy = 1 kJ/kg
1 kGy = 1 kJ/kg