PHƯƠNG PHÁP TỔNG QUÁT TỔNG HỢP HẠT NANO CARBON  PHÁT XẠ ĐỎ TỪ LÁ CÂY

Phạm Thị Thu Trang; Lê Phương Thảo; Mai Xuân Dũng

doi:10.34238/tnu-jst.14376

PHƯƠNG PHÁP TỔNG QUÁT TỔNG HỢP HẠT NANO CARBON PHÁT XẠ ĐỎ TỪ LÁ CÂY

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 26/12/25 Ngày hoàn thiện: 27/02/26 Ngày đăng: 27/02/26

Các tác giả

1. Phạm Thị Thu Trang, Học viện Quân Y
2. Lê Phương Thảo, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
3. Mai Xuân Dũng , Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Tóm tắt

Hạt nano carbon phát xạ đỏ (r-CNDs) được quan tâm rất cao để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực quan trọng như y sinh và chiếu sáng LEDs. r-CNDs có thể được tổng hợp bằng các phương pháp nhiệt dung môi để ngưng tụ các phân tử hữu cơ, như phenylenediamine, trong dung môi phù hợp. Tổng hợp r-CNDs từ các nguồn nguyên liệu tái tạo giúp giảm giá thành, tăng tính thân thiện với môi trường và góp phần thúc đẩy việc ứng dụng r-CNDs trong thực tiễn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tổng hợp r-CNDs bằng phương pháp nhiệt dung môi dịch chiết ethanol của lá cây của một số loại cây khác nhau, bao gồm cây hoa giấy, cây xoài, cây xà cừ, cây ngọc lan, cây na và cây bưởi. r-CNDs thu được có dạng hình cầu với đường kính trong khoảng từ 3 đến 8 nm. Kết quả đo phổ huỳnh quang cho thấy, tất cả các mẫu nghiên cứu đều có chung một cực đại phát xạ hẹp ở khoảng 663-670 nm, với độ rộng bán phổ bằng 21-26 nm. Tính chất phát xạ đỏ của r-CNDs là do các phân tử chlorophyll có trong lá cây bị giữ lại bên trong nền carbon của r-CNDs sau quá trình xử lý nhiệt. Kết quả này đề xuất một phương pháp tổng quát, đơn giản để tổng hợp r-CNDs từ lá cây.

Từ khóa

Hạt nanocarbon; Phát xạ đỏ; Sinh khối; Nhiệt dung môi; Huỳnh quang

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] S. Zhu, Y. Song, X. Zhao, J. Shao, J. Zhang, and B. Yang, “The photoluminescence mechanism in carbon dots (graphene quantum dots, carbon nanodots, and polymer dots): Current state and future perspective,” Nano Res., vol. 8, no. 2, pp. 355–381, Feb. 2015, doi: 10.1007/s12274-014-0644-3.

[2] T. T.-H. Do et al., “Control the solubility of carbon quantum dots by solvent engineering,” HPU2 J. Sci. Nat. Sci. Technol., vol. 2, no. 3, pp. 51–58, Dec. 2023, doi: 10.56764/hpu2.jos.2023.2.3.51-58.

[3] D. Nguyen, T. Le, Q.-T. Le, and X.-D. Mai, “The roles of intermediate fluorophores on the optical properties of bottom-up synthesized carbon nanodots,” HPU2 J. Sci. Nat. Sci. Technol., vol. 2, no. 2, pp. 68–82, Aug. 2023, doi: 10.56764/hpu2.jos.2023.2.2.68-82.

[4] X.-D. Mai, T. K.-C. Tran, T.-C. Nguyen, and V.-T. Ta, “Scalable synthesis of highly photoluminescence carbon quantum dots,” Mater. Lett., vol. 268, Jun. 2020, doi: 10.1016/j.matlet.2020.127595.

[5] D. Qu and Z. Sun, “The formation mechanism and fluorophores of carbon dots synthesized via a bottom-up route,” Mater. Chem. Front., vol. 4, no. 2, pp. 400–420, 2020, doi: 10.1039/C9QM00552H.

[6] W. Kasprzyk et al., “Toward better understanding of molecular fluorophore covalent binding to carbon dots,” Small Struct., vol. 6, no. 3, Mar. 2025, doi: 10.1002/sstr.202400583, doi: 10.1002/sstr.202400583.

[7] Y. Reva et al., “Understanding the visible absorption of electron accepting and donating CNDs,” Small, vol. 19, no.31, pp. 1–10, Aug. 2023, doi: 10.1002/smll.202207238.

[8] J. Yang, H. Liu, Y. Huang, L. Li, X. Zhu, and Y. Ding, “One-step hydrothermal synthesis of near-infrared emission carbon quantum dots as fluorescence aptamer sensor for cortisol sensing and imaging,” Talanta, vol. 260, Aug. 2023, doi: 10.1016/j.talanta.2023.124637.

[9] X. Lan, H. Ren, X. Yang, J. Wang, P. Gao, and Y. Zhang, “A facile microwave-assisted synthesis of highly crystalline red carbon dots by adjusting the reaction solvent for white light-emitting diodes,” Nanotechnology, vol. 31, no. 21, May 2020, Art. no. 215704, doi: 10.1088/1361-6528/ab71b6.

[10] J. Xu et al., “Engineering ultrasmall red fluorescent carbon dots for targeted blood-brain barrier crossing, oxidative stress alleviation and mitochondrial repair in cerebral ischemia-reperfusion injury treatment,” Chem. Eng. J., vol. 518, Aug. 2025, doi: 10.1016/j.cej.2025.164522.

[11] X. Dong et al., “Ethylenediamine assisted synthesis of o ‐phenylenediamine‐based red emissive carbon quantum dots: A strategy to improve the fluorescence quantum yield,” Adv. Opt. Mater., vol. 13, no. 3, Jan. 2025, doi: 10.1002/adom.202402173.

[12] B. Wang et al., “Electron–phonon coupling-assisted universal red luminescence of o-phenylenediamine-based carbon dots,” Light Sci. Appl., vol. 11, no. 1, Jun. 2022, doi: 10.1038/s41377-022-00865-x.

[13] X.-D. Mai, S.-H. Nguyen, D.-L. Tran, V.-Q. Nguyen, and V.-H. Nguyen, “Single-chip horticultural LEDs enabled by greenly synthesized red-emitting carbon quantum dots,” Mater. Lett., vol. 341, Jun. 2023, doi: 10.1016/j.matlet.2023.134195.

[14] Y. Xu, T. Lei, P. Zhu, S. Zhao, J. Xiao, and M. Lan, “Narrow-bandwidth red-emitting carbon dots from Epipremnum aureum leaves: ‘On-Off-On’ fluorescent probe for sensitive detection of Hg²⁺ and Thiram,” Spectrochim. Acta - Part A Mol. Biomol. Spectrosc., vol. 343, Dec. 2025, doi: 10.1016/j.saa.2025.126580.

[15] S. R. Riches et al., “A study on the antioxidant, cytotoxicity, and coagulation potential of carbon quantum dots derived from the leaves of Lagerstroemia speciosa,” Hybrid Adv., vol. 10, Sep. 2025, doi: 10.1016/j.hybadv.2025.100430.

[16] Y. Hu, Y. Chen, W. Wei, and H. Liu, “Preparation of biomass-derived red emission carbon dots for real-time and long-term tracking of cells and tumor growth,” RSC Adv., vol. 14, no. 50, pp. 37104–37113, 2024, doi: 10.1039/d4ra05018e.

[17] Q. Dang et al., “Cross-linking polymerization and carbonization of biomass chlorophyll for carbon dot-based electroluminescent devices with ultra-narrow-emission,” Appl. Phys. Rev., vol. 11, no. 1, Mar. 2024, doi: 10.1063/5.0184547.

[18] G. Venkatesan and G. Sathiyan, “Recent trends in use of plant-derived carbon dot-based fluorescent probes for heavy metal ion detection and their biological applications,” Trends Environ. Anal. Chem., vol. 46, Jun. 2025, doi: 10.1016/j.teac.2025.e00259.

[19] F. Qin et al., “Searching for the true origin of the red fluorescence of leaf-derived carbon dots,” Phys. Chem. Chem. Phys., vol. 25, no. 4, pp. 2762–2769, 2023, doi: 10.1039/d2cp05130c.

[20] R. B. Pricilla et al., “Unlocking the potential of chlorophyll-based carbon dots towards water-splitting, white-light LED and encryption applications,” Carbon, vol. 238, May 2025, doi: 10.1016/j.carbon.2025.120205.

[21] T. Wijesekara and B. Xu, “A critical review on the stability of natural food pigments and stabilization techniques,” Food Res. Int., vol. 179, Mar. 2024, doi: 10.1016/j.foodres.2024.114011.

[22] J. J. Lamb, G. Røkke, and M. F. Hohmann-Marriott, “Chlorophyll fluorescence emission spectroscopy of oxygenic organisms at 77 K,” Photosynthetica, vol. 56, Special Issue, pp. 105–124, Mar. 2018, doi: 10.1007/s11099-018-0791-y.

[23] D. Sengupta, B. Mondal, and K. Mukherjee, “Visible light absorption and photo-sensitizing properties of spinach leaves and beetroot extracted natural dyes,” Spectrochim. Acta - Part A Mol. Biomol. Spectrosc., vol. 148, pp. 85–92, Sep. 2015, doi: 10.1016/j.saa.2015.03.120.

[24] X. Mai, Y. T. H. Phan, and V. Nguyen, “Excitation-independent emission of carbon quantum dot solids,” Adv. Mater. Sci. Eng., vol. 2020, Dec. 2020, doi: 10.1155/2020/9643168.

[25] M. Sun et al., “Realization of the photostable intrinsic core emission from carbon dots through surface deoxidation by ultraviolet irradiation,” J. Phys. Chem. Lett., vol. 10, no. 11, pp. 3094–3100, Jun. 2019, doi: 10.1021/acs.jpclett.9b00842.

[26] M. J. Krysmann, A. Kelarakis, P. Dallas, and E. P. Giannelis, “Formation mechanism of carbogenic nanoparticles with dual photoluminescence emission,” J. Am. Chem. Soc., vol. 134, no. 2, pp. 747–750, Jan. 2012, doi: 10.1021/ja204661r.

[27] J. D. Stachowska et al., “A rich gallery of carbon dots based photoluminescent suspensions and powders derived by citric acid/urea,” Sci. Rep., vol. 11, no. 1, May 2021, doi: 10.1038/s41598-021-89984-w.

[28] S. K. Cushing, M. Li, F. Huang, and N. Wu, “Origin of strong excitation wavelength dependent fluorescence of graphene oxide,” ACS Nano, vol. 8, no. 1, pp. 1002–1013, Jan. 2014, doi: 10.1021/nn405843d.

[29] J. R. Mulay, “Estimation of chlorophyll content in young and adult leaves of some selected plants in non-polluted areas,” Int. J. Bot. Res., vol. 9, no. 1, pp. 21–32, Jun. 2019.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14376

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ