Tổng hợp vật liệu nano bạc trên nền graphene oxide polymer siêu nhánh ứng dụng làm chất xúc tác và kháng khuẩn

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN QUANG KHẢI TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO BẠC TRÊN NỀN GRAPHENE OXIDE POLYMER SIÊU NHÁNH ỨNG DỤNG LÀM CHẤT XÖC TÁC VÀ KHÁNG KHUẨN Chuyên ngành KỸ THUẬT HÓA HỌC Mã chuyên ngành 8520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 Công trình đƣợc hoàn thành tại Trƣờng Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS Cao Xuân Thắng Luận v n thạc s đƣợc ảo vệ tại Hội đồng ch m ảo vệ Luận v n thạc s Trƣờng Đại Học Công N.

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN QUANG KHẢI TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO BẠC TRÊN NỀN GRAPHENE OXIDE-POLYMER SIÊU NHÁNH ỨNG DỤNG LÀM CHẤT XÖC TÁC VÀ KHÁNG KHUẨN Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC Mã chuyên ngành: 8520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 Cơng trình đƣợc hồn thành Trƣờng Đại học Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Cao Xuân Thắng Luận v n thạc s đƣợc ảo vệ Hội đồng ch m ảo vệ Luận v n thạc s Trƣờng Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày…… tháng…… n m 2022 Thành phần Hội đồng đánh giá luận v n thạc s gồm: GS.TS Nguyễn Cửu Khoa - Chủ tịch Hội đồng PGS.TS Trần Nguyễn Minh Ân - Phản iện TS Trần Hoài Lam - Phản iện TS Võ Thành Công - Ủy viên TS Đoàn V n Đạt - Thƣ ký CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GS.TS Nguyễn Cửu Khoa TRƢỞNG KHOA PGS.TS Nguyễn Văn Cƣờng BỘ CÔNG THƢƠNG CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN QUANG KHẢI MSHV: 18000351 Ngày, tháng, n m sinh: 29/07/1994 Nơi sinh: ĐỒNG NAI Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã chuyên ngành: 8520301 I TÊN ĐỀ TÀI: Tổng hợp vật liệu nano ạc graphene oxide-polymer siêu nhánh ứng dụng làm ch t xúc tác kháng khuẩn II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Tổng hợp graphene oxide (GO), chức hóa GO với maleic anhydride (MA) ằng phản ứng Diels-Alder ch t lỏng ion hệ mới;  Tổng hợp GO-polymaleicamide c u trúc tầng (GO-PMAAM-G1.0), hai tầng (GO-PMAAM-G2.0), a tầng (GO-PMAAM-G3.0);  Tổng hợp nano ạc GO-polymaleicamide (AgNPs/GO-PMAAM);  Khảo sát hoạt tính xúc tác vật liệu AgNPs/GO-PMAAM phản ứng khử 4-nitrophenol;  Đánh giá khả n ng tái sử dụng vật liệu xúc tác AgNPs/GO-PMAAM;  Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn vật liệu tổng hợp dòng vi khuẩn Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ngày tháng n m 2021 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày tháng 12 n m 2021 V NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Cao Xuân Thắng NGƢỜI HƢỚNG DẪN TS Cao Xuân Thắng TP Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 12 năm 2021 TRƢỞNG KHOA PGS.TS Nguyễn Văn Cƣờng LỜI CẢM ƠN Tơi xin chân thành bày tỏ lịng iết ơn đến TS Cao Xn Thắng, khoa Cơng nghệ Hóa học, Trƣờng Đại học Cơng Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh hƣớng dẫn tận tình truyền đạt kiến thức ổ ích, kinh nghiệm thực tiễn tạo điều kiện thuận lợi nh t để tơi hồn thành luận v n Tôi gửi lời cám ơn đến q Thầy/Cơ thuộc Khoa Cơng Nghệ Hóa Học tận tình giảng dạy kiến thức chun mơn tạo nhiều điều kiện cần thiết để tơi hồn thành đề tài Cám ơn thầy cô xếp thời gian, tạo điều kiện hƣớng dẫn cho tơi suốt thời gian khó kh n vừa qua để hồn thành chƣơng trình học Bên cạnh đó, tơi xin cảm ơn gia đình tơi ln ên cạnh ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi chỗ dựa vững để tơi vƣợt qua khó kh n, vững niềm tin hoàn thành luận v n Và cảm ơn đến anh chị, ạn è hết lịng giúp đỡ tơi q trình học tập làm nghiên cứu Cuối xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trƣờng ĐH Công Nghiệp TP.HCM tạo điều kiện thuận lợi sở vật ch t, trang thiết ị để chúng tơi học tập TP Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 12 năm 2021 Học viên Nguyễn Quang Khải i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trong đề tài này, graphene oxide (GO) đƣợc chức hóa thành cơng với maleic anhydride (MA) ằng phản ứng Diels-Alder ch t lỏng ion hệ (deep eutectic solvent, DES) dƣới hỗ trợ sóng siêu âm Vật liệu graphene oxidemaleic anhydride (GO-MA) đƣợc sử dụng cho phản ứng với ethylene diamine (EDA) tạo thành graphene oxide-polymaleicamide (GO-PMAAM) Quá trình tổng hợp polymer siêu nhánh c u trúc a tầng GO (GO-PMAAM-G3.0) đƣợc lặp lại ằng phản ứng chức hóa luân phiên GO-PMAAM với MA EDA Sau đó, nano ạc đƣợc tích hợp ề mặt vật liệu GO-PMAAM (AgNPs/GO- PMAAM) thơng qua q trình khử AgNO3 dƣới ánh sáng nhìn th y Vật liệu tổng hợp đƣợc phân tích ằng phƣơng pháp phân tích hóa lý đại nhƣ phân tích phổ Raman, phổ hồng ngoại chuỗi iến đổi FT-IR, nhiễn xạ tinh thể tia X (XRD), phân tích nhiệt trọng lƣợng (TGA), hình ảnh ề mặt-tán xạ n ng lƣợng tia X (SEMEDX), quang phổ tử ngoại - khả kiến (UV-VIS) Kết chứng minh MA EDA đƣợc chức hóa lên ề mặt GO nhƣ tích hợp thành công nano ạc lên vật liệu GO-PMAAM Vật liệu tổng hợp AgNPs/GO-PMAAM đƣợc đánh giá hoạt tính xúc tác ằng phản ứng khử 4-nitrophenol (4NP) nhƣ khả n ng tái sử dụng cho trình xúc tác vật liệu Vật liệu AgNPs/GO-PMAAM thể khả n ng kháng khuẩn thông qua hiệu ức chế a chủng vi khuẩn Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus ii ABSTRACT In this study, maleic anhydride (MA) functionalized graphene oxide (GO) was prepared in deep eutectic solvent (DES) for further synthesis of dendrimer stabilized silver nanoparticles (AgNPs) The first time MA was covalently grafted onto the surface of GO by Diels-Alder (DA) ―click‖ reaction in the present of choline chloride: zinc chloride (ChCl: ZnCl2) DES under ultrasound assistance to obtain GO-MA The GO-MA was utilized to synthesize graphene oxide-polymaleicamide (GO-PMAAM) by the reaction between MA and ethylenediamine (EDA) The AgNPs/GO-PMAAM composites were formed by the reduction of silver ion on the GO-PMAAM under visible light irradiation The AgNPs/GO-PMAAM hybrids were characterized by FT-IR, XRD, TGA, SEM, EDX, UV-vis, and Raman spectroscopies The AgNPs/GO-PMAAM was utilized as a catalyst for reduction of 4-nitrophenol into 4-aminophenol while antibacterial activity was examined by in vitro assays towards Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Bacillus cereus bacteria strains iii LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Nguyễn Quang Khải học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật Hóa học, lớp CHHO8A trƣờng Đại học Cơng Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh Cam đoan rằng:  Những kết nghiên cứu đƣợc trình ày luận v n trung thực, khơng chép từ t kỳ nguồn dƣới t kỳ hình thức  Những kết nghiên cứu tác giả khác số liệu đƣợc sử dụng luận v n có trích dẫn đầy đủ Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nghiên cứu TP Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 12 năm 2021 Học viên Nguyễn Quang Khải iv MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU .1 Đặt v n đề Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu .4 Ý ngh a thực tiễn đề tài CHƢƠNG TỔNG QUAN .5 1.1 Ch t lỏng ion hệ – deep eutectic solvent (DES) 1.2 Vật liệu car on xử lý môi trƣờng 1.2.1 Graphene 11 1.2.2 Graphene oxide (GO) .11 1.2.3 Chức hóa GO phản ứng Diels-Alder 12 1.3 Tổng quan nano ạc .13 1.3.1 Giới thiệu kim loại ạc nano ạc 13 1.3.2 Cơ chế kháng khuẩn nano ạc 15 1.3.3 Tình hình nghiên cứu nƣớc vật liệu nano ạc 16 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM .17 2.1 Hóa ch t, dụng cụ thiết ị 17 2.1.1 Hóa ch t 17 2.1.2 Dụng cụ 17 2.1.3 Máy móc thiết ị phân tích 18 2.2 Quy trình thực nghiệm 29 2.2.1 Tổng hợp graphene oxide (GO) từ graphite .29 2.2.2 Chức hóa GO với maleic anhydride (MA) DES .31 i 2.2.3 Tổng hợp GO-Polymaleicamide tầng (GO-PMAAM-G1.0) 33 2.2.4 Tổng hợp GO-Polymaleicamine hai tầng (GO-PMAAM-G2.0) 35 2.2.5 Tổng hợp GO-Polymaleicamine a tầng (GO-PMAAM-G3.0) .36 2.2.6 Tổng hợp AgNPs/GO-PMAAM .38 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .44 3.1 Kết tổng hợp GO .44 3.2 Quá trình chức hóa GO với MA ch t lỏng ion DES .45 3.3 Kết tổng hợp GO-polymaleicamine ba nhánh (GO-PMAAM-G3.0) 46 3.3.1 Kết tổng hợp GO-PMAAM-G1.0 46 3.3.2 Kết tổng hợp GO-PMAAM-G2.0 46 3.3.3 Kết tổng hợp GO-PMAAM-G3.0 47 3.3.4 Kết phổ Raman 48 3.3.5 Kết đo phổ hồng ngoại FT-IR 49 3.3.6 Kết đo nhiễu xạ tia X (XRD) .51 3.3.7 Kết phân tích TGA 53 3.4 Kết tổng hợp AgNPs/GO-PMAAM 54 3.5 Khảo sát hoạt tính xúc tác kháng khuẩn AgNPs/GO-PMAAM-G3.0 58 3.5.1 Khảo sát ƣớc sóng h p thụ dựng đƣờng chuẩn cho 4-nitrophenol (4-NP) 58 3.5.2 Khảo sát ảnh hƣởng số tầng polymer c u trúc vật liệu đến hoạt tính xúc tác khử 4-NP 59 3.5.3 Đánh giá khả n ng tái sử dụng xúc tác AgNPs/GO-PMAAM 62 3.5.4 Động học phản ứng chuyển hóa 4-NP thành 4-AP 65 3.5.5 Ảnh hƣởng khối lƣợng xúc tác AgNPs/GO-PMAAM đến trình khử 4NP .68 3.5.6 Cơ chế phản ứng trình khử 4-NP thành 4-AP .69 3.5.7 Ảnh hƣởng pH đến trình khử 4-NP ằng vật liệu AgNPs/GOPMAAM-G3.0 71 3.5.8 Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn AgNPs/GO-PMAAM: 72 KẾT LUẬN .77 KIẾN NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 ii LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN 86 iii Panigrahi cộng công ố hạt nano vàng nhựa polystyrene có số tốc độ 0.16×10−3 s-1 [15] Lu cộng áo cáo hạt nano ạc đƣợc hỗ trợ ằng loại polymer cầu c u trúc dạng cho số tốc độ ƣớc tính khoảng 0.33×10−3 s−1 [16] Bên cạnh đó, hƣớng nghiên cứu ọc nano kim loại hệ lai tạp cho phép tiền ch t sản phẩm dễ dàng qua phản ứng xúc tác đƣợc ý Một phƣơng pháp để thực ý tƣởng ền hóa hạt nano ch t hữu có mạch dạng nhánh tạo c u trúc mở linh hoạt Polyamidoamine (PAMAM) loại polymer có nhiều nhánh, xếp r t trật tự, đại phân tử tổng hợp kích thƣớc nano [17] Các phƣơng pháp tổng hợp cho c u trúc siêu nhánh r t khó đắt tiền [18] phƣơng pháp thay đƣợc áp dụng ằng cách xây dựng c u trúc nhánh ch t rắn hỗ trợ nhƣ chitosan, ống nano car on, silica, ề mặt polymer [19-23] Tuy nhiên, nghiên cứu có nhƣợc điểm quy trình chức hóa ề mặt vật liệu phức tạp, phải sử dụng phản ứng điều kiện khắc nghiệt thực nhiều ƣớc Để khắc phục nhƣợc điểm trên, chọn đề tài ―Tổng hợp vật liệu nano bạc graphene oxide-polymer siêu nhánh ứng dụng làm chất xúc tác kháng khuẩn‖ Trong nghiên cứu này, nano bạc graphene oxide-polymaleicamide siêu nhánh (AgNPs/GO-PMAAM) đƣợc tổng hợp ằng đƣờng xanh đơn giản, vật liệu tổng hợp đƣợc ứng dụng làm ch t xúc tác cho phản ứng khử 4nitrophenol kháng khuẩn Mục tiêu nghiên cứu - Chức hóa ề mặt GO ằng phản ứng Diels-Alder dung môi ch t lỏng ion hệ (deep eutectic solvent, DES) - Tổng hợp graphene oxide-polymaleicamide siêu nhánh c u trúc a tầng (GOPMAAM-G3.0) - Tổng hợp nano ạc graphene oxide-polymaleicamide c u trúc a tầng (AgNPs/GO-PMAAM-G3.0) - Khảo sát hoạt tính xúc tác AgNPs/GO-PMAAM-G3.0 phản ứng khử 4nitrophenol - Khảo sát ảnh hƣởng c u trúc polymer một, hai, a tầng (AgNPs/GOPMAAM-G1.0, AgNPs/GO-PMAAM-G2.0, AgNPs/GO-PMAAM-G3.0) đến hoạt tính xúc tác - Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn vật liệu tổng hợp AgNPs/GO-PMAAM-G3.0 ba loại khuẩn E.coli, B.cereus, S.aureus - Khảo sát khả n ng tái sử dụng vật liệu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu  Đối tƣợng nghiên cứu - Thực nghiên cứu vật liệu AgNPs, GO, polymaleicamide, 4nitrophenol, ba loại khuẩn E.coli, B.cereus, S.aureus - Quy trình chức hóa ề mặt GO ằng MA dung môi ch t lỏng ion (DES) hỗn hợp choline chloride (ChCl) zinc chloride (ZnCl2) - Quy trình tổng hợp polymer siêu nhánh ằng hai loại monomer MA EDA - Đối với ứng dụng vật liệu: khảo sát hoạt tính xúc tác phản ứng khử 4nitrophenol thơng qua yếu tố ảnh hƣởng số tầng c u trúc polymer Đối với hoạt tính kháng khuẩn: sử dụng a loại vi khuẩn cụ thể E.coli, B.cereus S.aureus  Phạm vi nghiên cứu Quy trình tổng hợp AgNPs/GO-PMAAM-G3.0 siêu nhánh đƣợc thực điều kiện phịng thí nghiệm Đặc tính vật liệu tổng hợp đƣợc đánh giá thơng qua phƣơng pháp phân tích hóa lý đại nhƣ FT-IR, XRD, TGA, Raman, UV-vis, SEM-EDX Việc sử dụng phản ứng Diels-Alder ch t lỏng ion DES điểm nhằm tránh sử dụng xúc tác nhân oxy hóa mạnh nhƣ hỗn hợp acid mạnh để chức hóa ề mặt GO điều kiện phản ứng khắc nghiệt Kết trình tổng hợp vật liệu ứng dụng phản ứng xúc tác khử 4-nitrophenol kháng khuẩn đƣợc tiến hành phịng thí nghiệm Do đó, điểm hạn chế đề tài chƣa đƣợc nghiên cứu mở rộng để ứng dụng quy mô lớn Cách tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu Nhóm nghiên cứu chúng tơi tiến hành tìm kiếm thu thập tài liệu, áo cáo nƣớc quy trình tổng hợp AgNPs/GO-PMAAM siêu nhánh, ứng dụng AgNPs/GO-PMAAM siêu nhánh làm xúc tác cho trình khử kháng khuẩn; phân tích điều kiện tổng hợp, điểm mạnh nhƣ hạn chế phƣơng pháp; đƣa giải pháp khắc phục nhƣ hƣớng nghiên cứu từ nghiên cứu có sẳn với mục đích đƣa kỹ thuật tổng hợp ằng đƣờng ―xanh‖, đơn giản, nâng cao đƣợc hiệu trình Việc tìm kiếm tài liệu áo cáo từ nguồn tài liệu nƣớc, sử dụng trang mạng học thuật có tính xác tin cậy nhƣ googlescholar Ý nghĩa thực tiễn đề tài Nghiên cứu tổng hợp AgNPs/GO-PMAAM siêu nhánh có tính ch t ƣu việt, q trình chức hóa ề mặt vật liệu GO sử dụng phản ứng Diels-Alder dung môi ch t lỏng ion DES, ch t lỏng ion hệ đƣợc ứng dụng nhƣ dung môi xanh nhiều l nh vực Bằng đƣờng tổng hợp tránh sử dụng loại tác nhân oxy hóa mạnh nhằm hạn chế tác động đến môi trƣờng mà không ảnh hƣởng đến hiệu trình tổng hợp.Vật liệu AgNPs/GOPMAAM-G3.0 siêu nhánh c u trúc a tầng tổng hợp thành công đƣợc ứng dụng làm xúc tác kháng khuẩn hiệu CHƢƠNG 1.1 TỔNG QUAN Chất lỏng ion hệ – deep eutectic solvent (DES) Dung môi DES đƣợc thừa nhận rộng rãi loại ch t tƣơng tự ch t lỏng ion (IL) chúng có nhiều đặc điểm tính ch t giống với IL Các thuật ngữ DES IL đƣợc sử dụng thay cho tài liệu thực điều cần thiết để hai loại dung môi khác DES hệ dung mơi đƣợc hình thành từ hỗn hợp eutectic acid base Lewis Brønsted chứa nhiều loại anion (hoặc) cation; ngƣợc lại, IL hệ dung môi đƣợc tạo thành chủ yếu từ loại riêng lẻ anion cation Mặc dù tính ch t vật lý DES tƣơng tự nhƣ IL khác, đặc tính hóa học chúng lại cho th y l nh vực ứng dụng khác đáng kể Nghiên cứu ch t lỏng ion (ILs) t ng lên r t đáng kể hai thập kỷ qua kể từ tiềm n ng ngành kỹ thuật hóa học đƣợc nhận So với ILs cổ điển, nghiên cứu DESs tƣơng đối giai đoạn sơ khai, với ài áo chủ đề đƣợc xu t ản vào n m 2001 [24] Tuy nhiên, với n phẩm từ thập kỷ trƣớc, khoảng 200 nghiên cứu tiếp cận nỗ lực tập trung vào l nh vực Chủ đề trọng tâm hai l nh vực ứng dụng DESs: gia công kim loại môi trƣờng tổng hợp Một tỷ lệ lớn nghiên cứu nỗ lực đƣợc tập trung vào việc sử dụng DES làm môi trƣờng cho kim loại mà theo phƣơng pháp truyền thống r t khó đúc gia cơng, liên quan đến q trình độc hại với mơi trƣờng DES đƣợc đề xu t nhƣ lựa chọn thay thân thiện với mơi trƣờng cho q trình tổng hợp DES chứa loại ion lớn, không đối xứng có mạng tinh thể th p n ng lƣợng điểm nóng chảy th p Chúng thƣờng đƣợc tạo thành ằng cách tạo phức muối amoni ậc ốn với muối kim loại hợp ch t cho liên kết hydro Việc phân ố điện tích xảy thông qua liên kết hydro ion halogen ch t cung c p hydro nguyên nhân gây giảm nhiệt độ nóng chảy hỗn hợp so với điểm nóng chảy thành phần riêng lẻ Trong nghiên cứu n m 2001 Abbott cộng [24], loạt muối amoni ậc ốn đƣợc đun nóng với ZnCl2 điểm đông đặc ch t lỏng tạo thành đƣợc ghi nhận Ngƣời ta th y điểm nóng chảy th p nh t, 23−25 °C, thu đƣợc choline chloride đƣợc sử dụng làm muối amoni Nghiên cứu an đầu đƣợc mở rộng, loạt ch t lỏng đƣợc hình thành từ hỗn hợp eutectic muối hợp ch t chứa liên kết hydro đƣợc tạo [25] Những ch t lỏng đƣợc gọi dung mơi có điểm eutectic sâu để phân iệt chúng với ch t lỏng ion mà chứa anion riêng lẻ Thuật ngữ DES đề cập đến ch t lỏng gần với thành phần eutectic hỗn hợp, tức tỷ lệ mol thành phần cho điểm nóng chảy th p nh t - DESs đƣợc mơ tả ằng cơng thức chung Cat+X zY Cat+ t kỳ cation amonium, photphonium sulfonium, X ase Lewis, thƣờng anion halogen Các loại anion phức đƣợc hình thành X− hai loại acid Lewis Brønsted Y (z số phân tử Y tƣơng tác với anion) Phần lớn nghiên cứu tập trung vào cation amonium imidazolium ậc ốn với đặc iệt nh n mạnh vào hệ thực tế sử dụng choline chloride, [ChCl, HOC2H4N+(CH3)3Cl−] DES phần lớn đƣợc phân loại tùy thuộc vào ản ch t ch t tạo phức đƣợc sử dụng nhƣ trình ày Bảng 1.1 Loại I DES đƣợc hình thành từ MClx muối amonium ậc ốn, đƣợc coi loại tƣơng tự với hệ halogen kim loại/muối imidazolium đƣợc nghiên cứu r t nhiều Ví dụ DES loại I ao gồm muối chloroaluminate/imidazolium loại thơng dụng so với hệ gồm đƣợc hình thành từ muối imidazolium halogenua kim loại nhƣ FeCl2 [26] ch t có nghiên cứu Scheffler Thomson với EMIC halogen kim loại sau: AgCl, CuCl, LiCl, CdCl2, CuCl2, SnCl2, ZnCl2, LaCl3, YCl3, SnCl4 [27] Bảng 1.1 Công thức chung cho phân loại DESs Loại Loại I Công thức chung Cat X zMClx Loại II Cat+X zMClx.yH2O Loại III Cat+X zRZ Loại IV MClx + RZ=MClx-1+.RZ+MClx+1 + - Ghi M=Zn, Sn, Fe, Al, Ga, In - M=Cr, Co, Cu, Ni, Fe - Z=CONH2, COOH, OH - M=Al, Zn, Z=CONH2, OH Một loạt halogen kim loại khan có điểm nóng chảy th p để tạo thành DESs loại I ị hạn chế; nhiên, phạm vi DESs đƣợc t ng lên ằng cách sử dụng halogen kim loại ngậm nƣớc choline chloride (DESs loại II) Chi phí tƣơng đối th p nhiều muối kim loại ngậm nƣớc với tính nhạy khơng khí/độ ẩm vốn có chúng làm cho việc sử dụng chúng quy mô công nghiệp r t khả thi DESs loại III đƣợc hình thành từ choline chloride hợp ch t chứa liên kết hydro đƣợc quan tâm ởi khả n ng solvate hóa số loại kim loại chuyển tiếp, ao gồm chloride [28] oxide [28, 29] Đến nay, loạt ch t chứa liên kết hydro đƣợc nghiên cứu, với DESs đƣợc hình thành sử dụng amide, acid cacboxylic alcohol (Hình 1.1) Những ch t lỏng đƣợc tạo thành đơn giản, tƣơng đối không phản ứng với nƣớc; nhiều loại có khả n ng phân hủy sinh học có chi phí tƣơng đối th p Một dãy hợp ch t chứa liên kết hydro có sẳn thích ứng với DESs Các tính ch t vật lý ch t lỏng phụ thuộc vào ch t chứa liên kết hydro dễ dàng điều chỉnh cho ứng dụng cụ thể Loại dung môi DESs đƣợc chứng minh đặc iệt linh hoạt, với loạt các ứng dụng có khả n ng ứng dụng đƣợc khảo sát ao gồm tách loại glycerol từ dầu diesel sinh học [30] gia công oxide kim loại [29] tổng hợp dẫn xu t cellulose [31] Phần lớn ILs ch t lỏng nhiệt độ thƣờng đƣợc hình thành từ cation hữu chủ yếu dựa amonium, photphonium sulfonium Các cation vơ thƣờng khơng tạo độ nóng chảy th p mật độ điện tích cao chúng Tuy nhiên, nghiên cứu trƣớc hỗn hợp halogen kim loại với urea tạo eutectics với điểm nóng chảy