Nghiên cứu tổng hợp hạt nano ag từ dung dịch chiết hạt dành dành và ứng dụng phân hủy chất màu rhb và CR

Nội Dung Mở đầu CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hạt nano bạc 1.1.1 Giới thiệu kim loại bạc 1.1.2 Hạt nano bạc 1.1.3 Các ứng dụng hạt nano bạc 1.1.4 Các phương pháp tổng hợp hạt nano bạc 1.2 phương pháp xanh tổng hợp hạt nano 11 1.2.1 Giới thiệu phương pháp xanh 11 1.2.2 Cơ chế tổng hợp hạt nano từ phương pháp xanh 12 1.3 Cây dành dành 13 1.3.1 Giới thiệu dành dành 13 1.3.2 Thành phần hóa học 14 1.3.3 Ứng dụng dành dành tổng hợp xanh 15 1.4 Quang xúc tác 16 Chương II THỰC NGHIỆM 18 2.1 Thực nghiệm 18 2.1.1 Nguyên liệu hóa chất sử dụng 18 2.1.2 Quy trình tổng hợp hạt nano bạc 18 2.2 khả xúc tác hạt nano bạc 21 2.3 Các phép đo đạc phân tích 22 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 3.1 khảo sát thông số tối ưu cho trình tổng hợp AgNPs 23 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng thể tích dung dịch AgNO3 đến tổng hợp hạt nano bạc 23 3.1.2 khảo sát ảnh hưởng thời gian lưu mẫu đến phản ứng 23 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến phản ứng 24 3.1 Khảo sát ảnh hưởng thể tích dung dịch chiết đến phản ứng 25 25 3.1.5 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến phản ứng 26 26 27 3.2 Kết phân tích XRD 28 3.3 khảo sát đặc trưng (FTIR) 29 3.4 Phổ tán sắc lượng tia X (EDX) 30 3.5 Hiển vi điện tử truyền qua 31 3.6 Hoạt động xúc tác AgNPs đến trình phân hủy thuốc nhuộm CR RhB 31 3.6.1 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến trình phân hủy RhB 32 3.6.2 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến trình phân hủy CR 35 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC HÌNH VẼ hình 1 ứng dụng nano bạc y tế hình Phương pháp chế tạo vật liệu nano (a) bottom up (b) top down hình Cơ chế hình thành hạt nano bạc từ chiết xuất thực vật 13 hình Cây dành dành, dành dành mẫu bột hạt dành dành thương phẩm 14 Hình Phổ tán sắc lượng nhiễu xạ tia X hạt nano Pb[15] 16 Hình hình ảnh HRTEM hạt nano Pd 16 hình sơ đồ quy trình tách chiết dung dịch chiết 19 hình 2 phổ hấp thụ UV- vis dung dịch chiết bột hạt dành dành 19 Hình Phổ hấp thụ UV- vis dung dịch nano bạc phụ thuộc thể tích dung dịch AgNO3 khác 23 Hình đồ thị ảnh hưởng thời gian lưu mẫu lên độ hấp phụ cực đại 24 Hình 3 Phổ hấp thụ dung dịch hạt nano bạc(a) cường độ cựcđại độ bán mở rộng vạch phổ (b) với nồng độ 𝐴𝑔𝑁𝑂3 khác 25 Hình Hình ảnh thực nghiệm mẫu dd AgNPs tổng hợp với thể tích dung dịch chiết khác 25 Hình Phổ hấp thụ dung dịch nano bạc (a),độ bán mở rộng vạch phổ dung dịch AgNPs (b) với tỉ lệ dung dịch chiết hạt dành dành /AgNO khác 26 Hình Hình ảnh thực nghiệm mẫu phản ứng với nhiệt độ khác 26 hình Phổ hấp thụ dung dich nano bạc với nhiệt độ phản ứng 27 hình XRD hạt nano Ag tổng hợp 28 hình 10 phổ FTIR AgNPs sử dụng dung dịch chiết hạt dành dành (a) bột dành dành(b) 29 hình 11 Phổ EDX hạt nano Ag sinh tổng hợp 30 hình 12 Ảnh Tem mẫu AgNPs 31 hình 13 phổ UV-vis trình khử thuốc nhuộm RhB với nồng độ khác (a,c,e) khơng có xuất AgNPs, (b,d,f) có xuất AgNPs 33 hình 14 hiệu suất hấp thụ chất màu RhB nồng độ khác (a) khơng có xuất AgNPs (b) có xuất AgNPs 34 hình 15 Đồ thị ln(Ct/C0) theo thời gian khơng có xuất chất xúc tác AgNPs có xuất AgNPs 35 hình 16 phổ UV-vis trình khử thuốc nhuộm CR với nồng độ khác (a,c,e) khơng có xuất AgNPs, (b,d,f) có xuất AgNPs 37 hình 17 hiệu suất phân hủy chất màu khơng có AgNPs tham gia phản ứng 37 hình 18 Đồ thị ln(Ct/C0) theo thời gian khơng có xuất chất xúc tác AgNPs 38 DANH MỤC BẢNG BIỂU bảng danh mục hóa chất sử dụng thí nghiệm 18 bảng 2 thông số phản ứng 21 bảng Các phương pháp phân tích 22 bảng thành phần có mẫu tổng hợp 30 bảng hệ số phản ứng khơng có xuất AgNPs có xuất AgNPs phản ứng 35 bảng 3 Hệ số phản ứng khơng có xuất AgNPs 38 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu AgNPs UV-vis TEM XRD FTIR EDX RhB CR Ý nghĩa từ Hạt nano bạc Utraviolet-visible Hiển vi điện tử truyền qua Nhiễu xạ tia X Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier Phổ tán sắc lượng tia X Rhodamine B Congo đỏ Mở đầu Bạc kim loại người tìm thấy sử dụng từ sớm, biết đến kim loại có khả kháng khuẩn mạnh Tuy nhiên giá thành tương đối cao lên ứng dụng đời sống Sự đời công nghệ nano làm thay đổi điều đó, với việc người chế tạo thành cơng bạc kích thước nano Hạt nano bạc đưa vào ứng dụng rộng rãi đời sống, đặc biệt ứng dụng diệt khuẩn sinh học Hạt nano bạc có kích thước cành nhỏ tác dụng chúng đem lại hiệu quả, nhanh chóng Ngồi hạt nano bạc có diện tích bề mặt lớn lượng vùng bề mặt cao nên ứng dụng làm chất xúc tác cho q trình khử chất màu độc hại Có nhiều nghiên cứu tổng hợp thành công hạt nano bạc phương pháp hóa học, vật lý hay sinh học Trong phương pháp này, phương pháp có ưu nhược điểm Ngày nay, tổng hợp xanh phương pháp tổng hợp sinh học bật quan tâm tâm phát triển mạnh mẽ Với phong phú sinh khối, quy trình đơn giản thân thiện với mơi trường, xem phát triển công nghệ Dành dành loại phổ biến nước ta Đã có nhiều nghiên cứu việc sử dụng hoa, dành dành làm chất khử để tạo hạt có kích thước nano Tuy nhiên có đề tài việc sử dụng dung dịch chiết hạt dành dành để tổng hợp hạt nano Vì vậy, đề tài em tiến hành thử nghiệm tổng hợp hạt nano bạc sử dụng dung dịch chiết hạt dành dành làm chất khử chất ổn định Hơn nữa, việc ứng dụng hạt nano bạc tổng hợp vào việc phân hủy chất màu độc hại khảo sát Báo cáo “ Nghiên cứu tổng hợp hạt nano Ag từ dung dịch chiết hạt dành dành ứng dụng phân hủy chất màu RhB CR” có bố cục gồm chương Chương 1: tổng quan- giới thiệu hạt nano bạc dành dành, ứng dụng đời sống, giới thiệu phương pháp tổng hợp xanh Cơ chế xúc tác quang Chương 2: thực nghiệm - đưa quy trình chiết tổng hợp hạt nano bạc sử dụng dung dịch chiết hạt dành dành Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp hạt nano bạc Quy trình sử dụng hạt nano bạc làm chất xúc tác trog phản ứng phân hủy thuốc nhuộm Chương 3: kết thảo luận – trình bày kết thu trình nghiên cứu Chương kết luận - em đưa kết luận kết đạt trình thực tập CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hạt nano bạc 1.1.1 Giới thiệu kim loại bạc Bạc nguyên tố hóa học bảng tuần hồn ngun tố có kí hiệu Ag, kim loại chuyển tiếp, tồn trạng thái rắn, màu trắng bóng, ánh kim, mềm, dẻo dễ uốn Bạc bền khơng khí, khơng tan nước môi trường kiềm tan axit mạnh axit nitric, sunfuric đặc nóng… Nhiệt độ sơi, nóng chảy bay bạc cao nhiều so với hầu hết kim loại khác Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao tất kim loại Về mặt hóa học bạc kim loại hoạt động, khơng tác dụng với oxi khơng khí kể đung nóng nên bạc xem kim loại quý điển hình Trong tự nhiên bạc xuất dạng nguyên chất, bạc tự sinh, dạng hợp kim với vàng kim loại khác Nó có tính kháng khuẩn tự nhiên khơng độc hại Hiệu ứng diệt vi khuẩn chủ yếu ion bạc, có phổ kháng khuẩn rộng Các ion bạc liên kết với ion halogenua, clorua tạo muối clorua kết tủa, nên sử dụng trực tiếp hoạt động diệt virut chúng ngắn sử dụng Để khắc phục vấn đề này, hạt nano bạc nghiên cứu tổng hợp ứng dụng diệt vi khuẩn giải phóng ion bạc từ bề mặt 1.1.2 Hạt nano bạc Vật liệu nano bạc vừa kết hợp tính chất ưu việt vật liệu nano, vừa kết hợp tính chất q báu kim loại bạc, nên có nhiều ứng dụng quan trọng thú vị nhiều ngành công nghiệp đời sống, đặc biệt lĩnh vực kháng khuẩn, có diện tích bề mặt lớn nên hạt nano bạc có khả kháng khuẩn tốt so với vật liệu khối khả giải phóng nhiều ion Ag Ngồi ra, tượng cộng hưởng plasmon bề mặt nên AgNPs có số tính chất quang, điện, nhiệt khác biệt so với bạc dạng nguyên khối tính chất tán xạ hấp thụ ánh sáng vùng UV/vis nên ứng dụng làm chất xúc tác trình khử chất màu độc hại AgNPs ứng dụng chế tạo thiết bị quang học, cảm biến sinh học, cảm biến quang, thuốc đánh dấu sinh học [1] Tùy vào ứng dụng khác kích thước hạt nano bạc khác nhau, nghiên cứu thông thường quan tâm đến hạt nano bạc có kích thước nằm khoảng 1-100 nm Hiện để tổng hợp hạt nano bạc, có nhiều phương pháp khác nghiên cứu phương pháp khử hóa học, khử sinh học, khử vật lý, phương pháp điện hóa phương pháp quang hóa [2] Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm khác giá cả, độ mở rộng quy mô phát triển, độ đồng kích thước hạt [2] Trong phương pháp vật lý quang hóa cần nhiệt độ cao, chân không cao trang thiết bị đắt tiền Các phương pháp khử hóa học có quy trình đơn giản dễ mở rộng quy mơ, khơng địi hỏi áp suất lượng nhiệt độ cao Tuy nhiên, hầu hết phương pháp sử dụng dung môi tác nhân khử độc hại N2H4, NaBH4, C6H5NH2,… gây ảnh hưởng không tốt đến đời sống thực vật người [3] Trong hạt nano bạc ngày đưa vào sử dụng nhiều hơn, địi hỏi người phải tìm phương pháp tổng hợp đơn giản, tiết kiệm đảm bảo chất lượng sản phẩm thân thiện với mơi trường Vì xu hướng tổng hợp hạt nano bạc phương pháp tổng hợp xanh, sử dụng chất khử tách chiết từ thiên nhiên lên phương pháp thay cho quy trình tổng hợp hóa học vật lý truyền thống Trong đề tài nghiên cứu em sử dụng phương pháp tổng hợp hạt nano bạc từ dung dịch chiết hạt dành dành Đây phương pháp tổng hợp xanh đưa vào nghiên cứu với mong muốn giảm thiểu sử dụng chất hóa học độc hại quy trình tổng hợp hạt nano bạc, tạo sản phẩm nano bạc có chất lượng tốt ứng dụng đời sống giúp cải thiện sức khỏe người môi trường tự nhiên 1.1.3 Các ứng dụng hạt nano bạc Với nhiều ưu điểm vượt trội khử khuẩn, khử mùi, đặc tính quang học… hạt nano bạc trở thành vật liệu hấp dẫn để thương mại hóa Nó đưa vào sử dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp kết hợp vào loạt sản phẩm tiêu dùng Trong y tế: Do tính kháng khuẩn tốt nên hạt nano bạc biện pháp hữu ích chống lại bệnh truyền nhiễm [4] Nano bạc ứng dụng cảm biến sinh học, khử khuẩn bệnh viện thiết bị dụng cụ y tế, dụng cụ y tế thường phủ nano bạc Ngoài phổ kháng khuẩn kháng virus rộng nên kì vọng đặc biệt cao việc ức chế vi khuẩn đa kháng thuốc Ví dụ nano bạc kết hợp với polymer cation để tạo vật liệu diệt khuẩn [4] Hình 1.1 hình ảnh minh họa số ứng dụng AgNPs y tế hình 1 Ứng dụng nano bạc y tế Trong xúc tác: Hạt nano bạc có diện tích bề mặt lớn lượng bề mặt cao hữu ích ứng dụng xúc tác Chúng sử dụng để thu ánh sáng cách hiệu Hạt nano bạc có kích thước khác có hoạt tính xúc tác khác Xúc tác bạc ứng dụng việc oxi hóa hợp chất hữu cơ, chuyển hóa ethylen thành ethylen oxit, dùng cho phản ứng khử hợp chất nitro, tăng cường tín hiệu Raman bề mặt đế SERS Áp dụng hạt nano bạc không đồng vào phản ứng hữu nói chung chứng minh chiến lược hiệu việc phát triển biến đổi hữu hiệu cao [5] Ngoài ra, xúc tác nano bạc dùng làm xúc tác phản ứng khử thuốc nhuộm NaBH [6] Trong kháng khuẩn: Nhờ có khả kháng khuẩn tốt hạt nano bạc ứng dụng sản xuất quần áo, dày dép , thiết bị gia dụng mỹ phẩm… Ngồi tính chất quang hạt nano kim loại phụ thuộc chủ yếu vào hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt, plasmon dùng để dao động tập thể điện tử tự hạt nano kim loại, cực đại cộng hưởng plasmon nhạy với kích thước hình dạng hạt nano, kim loại môi trường xung quanh Như cụm nano gồm nguyên tử bạc sở cho kiểu lưu trữ liệu quang học Hơn phát xạ huỳnh quang từ cụm sử dụng nhãn sinh học hình [6] 1.1.4 Các phương pháp tổng hợp hạt nano bạc Để chế tạo vật liệu kích thước nano người ta thường áp dụng phương pháp sau (hình 1.3): (a) (b) hình Phương pháp chế tạo vật liệu nano (a) bottom up (b) top down Phương pháp từ xuống (top-down) nghĩa phá vỡ vật liệu có kích thước lớn ngoại lực để cuối thu vật liệu có kích thước nano [7] Phương pháp từ lên (bottom-up) phương pháp tổng hợp vật liệu nano cách hình thành hạt nano từ hạt có kích thước nhỏ dựa thu thập kết hợp nguyên tử phân tử khí lỏng [7] Hiện có nhiều nghiên cứu tổng hợp thành công hạt nano bạc nhiều phương pháp vật lý hóa học kết hợp hai phương pháp vật lý hóa học như: Phương pháp ăn mòn laser: Là phương pháp chế tạo từ xuống, phương pháp sử dụng chùm tia laser với sóng ngắn bắn lên vật liệu khối đặt dung dịch có chứa chất hoạt hóa bề mặt Số lần bắn laser ảnh hưởng đến nồng độ hình thái hạt kim loaị giải phóng chất lỏng Trong thời gian dài chùm tia laser nồng độ hạt kim loại tăng, bão hịa hấp thụ ánh sáng chất keo tập trung cao hạt kim loại[6] Các hạt nano tạo thành với kích thước khoảng 10nm phân tán dung dich chất hoạt hóa bề mặt Phương pháp khử hóa học: Là phương pháp từ lên, phương pháp sử dụng tác nhân hóa học để khử ion kim loại thành kim loại Các tác nhân hóa học thường dạng dung dịch lỏng nên gọi phương pháp hóa ướt Nguồn cung cấp ion bạc thường dung dịch muối bạc AgNO3 Tác nhân khử thường NaBH4, C2H5OH, (CH2OH)2,… Để hạt phân tán tốt dung môi mà không bị kết tụ thành đám, người ta sử dụng phương pháp tĩnh điện để làm cho bề mặt hạt nano có điện tích đẩy dùng phương pháp bao bọc chất hoạt hóa bề mặt Các hạt nano tạo thành phương pháp có kích thước từ 10nm đến 100nm Nguyên lý phương pháp khử hoá học thể theo sơ đồ: Ag++X —›Ag0 —› nano Ag Phương pháp khử vật lý: Là phương pháp từ lên, phương pháp khử vật lý dùng tác nhân vật lý điện từ sóng điện từ lượng cao tia tử ngoại tia laser khử ion kim loại thành kim loại Dưới tác dụng tác nhân vật lý, có nhiều trình biến đổi dung mơi phụ gia dung mơi để sinh gốc hóa học có tác dụng khử ion thành kim loại Phương pháp tổng hợp Nhiệt độ phản ứng thông số quan trọng ảnh hưởng tới hình thành AgNPs Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hình thành hạt AgNPs biểu diễn hình 3.7, kết UV-vis hình 3.7 cho thấy tăng nhiệt độ phản ứng cường độ đỉnh hấp thụ cực đại tăng lên hình Phổ hấp thụ dung dich nano bạc với nhiệt độ phản ứng 3.2 Kết phân tích XRD hình XRD hạt nano Ag tổng hợp Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) sử dụng để khảo sát độ tinh khiết cấu trúc tinh thể hạt nano Ag tổng hợp phương pháp xanh sử dụng chiết xuất từ hạt dành dành làm chất khử Kết XRD hạt nano Ag hình 3.9 cho thấy xuất đỉnh mạnh 38.1°, 44.2°, 64.65°, 77.55°, tương ứng với các mặt tinh thể (111), (200), (220) (311), lập phương tâm mặt(FCC) Pha hình thành phù hợp với mẫu nhiễu xạ bột tiêu chuẩn (JCPDS) Các nhiễu xạ cịn lại quan sát thành phần hữu lại hỗn hợp Từ kết XRD ta thấy mặt (111) có cường độ cao hẳn so với mặt phẳng (200) (220 (311), nên ta sử dụng mặt (111) để tính tốn kích thước trung bình AgNPs Sử dụng phương trình Scherrer để tính tốn kích thước hạt 𝑑= = 𝐾λ 𝛽 cos 𝜃 0.9λ ∗ 180° 𝛽𝜋 cos 𝜃 Với d kích thước trung bình hạt, K số (0.9), λ bước sóng tia X ,𝛽 độ bán mở rộng vạch(FWHM)(0.85645),𝜃 góc nhiễu xạ bragg Kích thước AgNPs tổng hợp theo phương trình scherrer 9.8 nm 3.3 khảo sát đặc trưng (FTIR) hình phổ FTIR AgNPs sử dụng dung dịch chiết hạt dành dành (a) bột dành dành(b) Phổ FTIR cho biết đỉnh đặc trưng giúp xác định nhóm chức có hạt nano bạc hạt dành dành từ xác định nhóm chất đóng vai trị khử ion Ag+ thành Ag0 Kết đo FTIR hình 3.10 cho thấy, hạt nano Ag sinh tổng hợp cho thấy dải phổ đỉnh hấp thụ 3739 cm-1, 3432 cm-1, 2926 cm-1, 2854 cm1 , 1638 cm-1, 675 cm-1 Đỉnh hấp thụ 3432 cm-1 dao động kéo dài -OH phenol, đỉnh hấp thụ 2926 cm-1 dao động C-H alkene amin bậc 2[16], đỉnh hấp thụ 2854 cm-1 dao động kéo dài C  N alkene[13], 1637 cm-1 uốn cong N-H amin liên kết C=O nhóm cacbonyl xuất khoảng này[14] Đỉnh hấp phụ 1072 cm-1 thể dao động kéo dài C-O nhóm cacboxynic[17], đỉnh hấp thụ 675 cm-1 dao động Ag-O bột dành dành quan sát điểm 3344 cm-1, 2926 cm-1, 2855 cm-1, 1637 cm-1, 1072 cm-1 đỉnh hấp thụ 3345 cm-1 dao động kéo dài -OH phenol, đỉnh hấp thụ 1072 cm-1 gán cho dao động kéo dài C-O nhóm cacboxylic[17] Từ đỉnh hấp thụ tìm ta thấy hạt dành dành có chứa nhóm chức phenol, amin, axit, cacboxilic Các nhóm chức đóng vai trị làm chất khử chất ổn định cho trình phản ứng 3.4 Phổ tán sắc lượng tia X (EDX) hình 10 Phổ EDX hạt nano Ag sinh tổng hợp Phổ tán sắc lượng nhiễu xạ tia X (EDX) dùng để xác định nguyên tố thành phần có hạt nano Ag tổng hợp từ kết hình 3.11 chứng minh diện tín hiệu nguyên tố Ag mạnh khoảng từ 1-3 KeV, cho thấy tín hiệu yếu nguyên tố cacbon, oxy, clo, photpho, nhôm thành phần hóa học dung dịch chiết bám lại bề mặt hạt nano Ag Trong phổ EDX không thấy xuất đỉnh ion 𝐴𝑔 Do thấy trình tổng hợp hạt nano Ag từ dung dịch chiết hạt dành dành tạo hạt nano Ag có độ tinh khiết cao với phần trăm khối lượng phân tử hạt nano bạc thể bảng 3.1 bảng thành phần có mẫu tổng hợp Thành phần Ag O C Cl P Al Định mức khối lượng(%) 72.61 11.09 12.06 2.72 0.67 0.82 Nguyên tử (%) 26.93 27.72 40.16 3.07 0.88 1.23 3.5 Hiển vi điện tử truyền qua 100nm 200nm 50 nm hình 11 Ảnh Tem mẫu AgNPs Hình 3.12 hình ảnh TEM mẫu hạt nano Ag tổng hợp được, từ hình cho thấy hạt bạc tổng hợp có dạng hình cầu, khơng bị keo tụ dung dịch, kích thước hạt nhỏ đồng hạt b nano Ag thu có kích thước khoảng 25-30 nm 3.6 Hoạt động xúc tác AgNPs đến trình phân hủy thuốc nhuộm CR RhB Để đánh giá khả xúc tác AgNPs tổng hợp đến trình phân hủy thuốc nhuộm CR RhB Chúng ta tiến hành khảo sát trình khử CR RhB nồng độ khác Hiệu suy giảm tính theo phương trình sau: %H = × 100% Nồng độ chất màu hỗn hợp phản ứng sau khử đo từ tốc độ suy giảm đỉnh hấp thụ cực đại theo thời gian Phương trình động học phản ứng sử dụngđể ta hiểu rõ hiệu suất xúc tác hạt AgNPS tổng hợp -ln(Ct/C0)=Kappt Trong C0 Ct nồng độ thuốc nhuộm trước sau phản ứng, K app số tốc độ phản ứng quang xúc tác 3.6.1 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến trình phân hủy RhB Đánh giá khả xúc tác AgNPs tổng hợp đến trình khử RhB chọn phản ứng RhB với xuất NaBH làm phản ứng mẫu Tiến hành khảo sát q trình phản ứng khơng có xuất AgNPs phản ứng có AgNPs phản ứng tiến hành phản ứng với nồng độ RhB khác khảo sát trình phân hủy RhB khơng có AgNPs phản ứng có xuất AgNPs làm chất xúc tác phản ứng, với nồng độ chất màu chuẩn bị cốc riêng biệt, cốc cho mg AgNPs tổng hợp vào cốc có chứa 3.8ml RhB, cốc có 3.8ml RhB, thêm 0.2 ml NaBH4 vào cốc, khuấy từ liên tục với tốc độ 500 vịng/phút, định kì lấy mẫu theo thời gian đo UV- vis để quan sát trình suy thối dung dịch chất màu đỉnh đặc trưng RhB bước sóng 554nm hình 12 phổ UV-vis trình khử thuốc nhuộm RhB với nồng độ khác (a,c,e) khơng có xuất AgNPs, (b,d,f) có xuất AgNPs (a) 100 no AgNPs H(%) 80 60 40 20 22.27 5.82 0.57 (b) 100 H(%) 80 100 AgNPS 64.65 60 40 21.45 20 hình 13 hiệu suất hấp thụ chất màu RhB nồng độ khác (a) khơng có xuất AgNPs (b) có xuất AgNPs Hình 3.13 3.14 Là kết đo phổ hấp thụ UV-vis hiệu suất hấp phụ chất màu, trình khử RhB với nồng độ khác có xuất AgNPs khơng có xuất AgNPs Từ kết ta thấy có xuất NaBH4 phản ứng khử RhB tốc độ phản ứng xảy chậm cho hiệu suất phản ứng thấp, nồng độ chất màu cao thì hiệu suất phản ứng thấp thêm AgNPs tổng hợp vào hỗn hợp phản ứng tốc độ phản ứng nhanh cho hiệu suất phản ứng cao nhiều lần so với khơng có AgNPs Từ kết ta thấy AgNPs hiệu sử dụng làm chất xúc tác cho trình khử chất màu hình 14 Đồ thị ln(Ct/C0) theo thời gian khơng có xuất chất xúc tác AgNPs có xuất AgNPs Từ hình 3.15 Ta thấy tốc độ phản ứng giảm nhanh chóng tăng nồng độ RhB từ 10ppm-30ppm Ảnh hưởng nồng đồ thuốc nhuộm phân tích qua số tốc độ Kapp trình bày bảng 2, xác định thông qua độ dốc đường thẳng thu từ việc vẽ đồ thị -ln(Ct/C0) theo thời gian bảng hệ số phản ứng khơng có xuất AgNPs có xuất AgNPs phản ứng Mẫu 10ppm 20ppm 30ppm Kapp (không có AgNPS) Kapp (có AgNPs) 7.16x10-3 1.89x10-3 0.20x10-3 2.44 1.04 0.13 Từ kết cho thấy hệ số phản ứng nồng độ 10ppm cao nhất, nên nồng độ CR để tiến hành trình quang xúc tác nồng độ chất màu 10ppm sễ cho tốc độ nhanh Và tốc độ phản ứng tăng lên nhiều lần có xuất AgNPs làm chất xúc tác 3.6.2 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến trình phân hủy CR Đánh giá khả xúc tác AgNPs tổng hợp đến trình khử CR chọn phản ứng CR với xuất NaBH ánh sáng mặt trời làm phản ứng mẫu Tiến hành khảo sát trình phản ứng khơng có xuất AgNPs phản ứng có AgNPs phản ứng theo thông số bảng 2.9 2.10 Tiến hành khảo sát trình phân hủy chất màu với nồng độ CR khác Quá trình phân hủy chất màu khơng có AgNPs phản ứng có xuất AgNPs làm chất xúc tác phản ứng, với nồng độ chất màu ta chuẩn bị cốc riêng biệt, cốc cho mg AgNPs tổng hợp vào cốc có chứa 3.8ml RHB, cốc có 3.8ml CR, thêm 0.2 ml NaBH4 vào cốc, khuấy từ liên tục với tốc độ 500 vịng/phút, định kì lấy mẫu theo thời gian đo UV- vis để quan sát q trình suy thối dung dịch chất màu đỉnh đặc trưng CR bước sóng 360nm 497 nm hình 15 phổ UV-vis trình khử thuốc nhuộm CR với nồng độ khác (a,c,e) khơng có xuất AgNPs, (b,d,f) có xuất AgNPs 100 H(%) 80 60 81.31 56.69 no AgNPs 45.65 40 20 hình 16 hiệu suất phân hủy chất màu AgNPs tham gia phản ứng Hình 3.16 kết đo UV-vis trình hấp thụ chất màu theo thời gian phản ứng, với nồng độ phản ứng ban đầu khác tiến hành phản ứng khơng có tham gia xúc tác AgNPs trình phân hủy xảy chậm có xuất AgNPs làm chất xúc tác cho phản ứng thời gian phản ứng rút ngắn nhiều Dung dịch chất màu màu nhanh cho AgNPs vào hỗn hợp phản ứng.Để làm rõ trình qua trình phân hủy chất màu tiến hành phân tích theo phương trình động học bậc –ln(Ct/C0)= K appt hình 17 Đồ thị ln(Ct/C0) theo thời gian khơng có xuất chất xúc tác AgNPs Hình 3.16 kết đo UV-vis trình hấp thụ chất màu theo thời gian phản ứng, với nồng độ phản ứng ban đầu khác tiến hành phản ứng khơng có tham gia xúc tác AgNPs trình phân hủy xảy chậm có xuất AgNPs làm chất xúc tác cho phản ứng thời gian phản ứng rút ngắn nhiều Dung dịch chất màu màu nhanh cho AgNPs vào hỗn hợp phản ứng Để làm rõ trình qua trình phân hủy chất màu tiến hành phân tích theo phương trình động học bậc –ln(Ct/C0)= K appt Từ kết hình 3.18 ta thấy tốc độ phân hủy thuốc nhuộm tăng lên tăng nồng độ chất màu đạt cực đại nồng độ chất màu 30ppm sau giảm nhanh chóng tiếp tục tăng nồng độ chất màu Ảnh hưởng nồng đồ thuốc nhuộm phân tích qua số tốc độ Kapp, xác định thơng qua độ dốc đường thẳng thu từ việc vẽ biểu đồ -ln(Ct/C0) theo thời gian bảng 3 Hệ số phản ứng khơng có xuất AgNPs Mẫu Kapp 20ppm 0.01599 30ppm 0.0334 50ppm 0.01278 Ta thấy số tốc độ phản ứng lớn nồng độ chất màu ban đầu 30ppm lên 30ppm nồng độ chất màu tốt để tiến hành phân hủy CR.khi có xuất AgNPs phản ứng diễn nhanh Điều chứng tỏ khả quang xúc tác hạt nano Ag tốt CHƯƠNG IV KẾT LUẬN Sau trình thực tập, em thu số kết sau: Tổng hợp thành cơng hạt nano Ag theo phương pháp xanh sử dụng dung dịch bột hạt dành dành làm chất khử Sự hình thành hạt nano Ag chứng minh xuất đỉnh phổ hấp thụ bước sóng từ 420- 430 nm, ngồi cịn có kết đặc trưng quang phổ khác XRD,FTIR, EDX, TEM để phân tích rõ đặc tính hóa lý bề mặt hạt nano Ag tổng hợp Hạt nano bạc tổng hợp đc có dạng hình cầu với kích thước khoảng 30nm với độ tinh khiết cao Tìm thơng số tối ưu cho trình tổng hợp hạt nano Ag: nồng độ 𝐴𝑔𝑁𝑂 0.02M, tỉ lệ dung dịch chiết hạt dành dành/𝐴𝑔𝑁𝑂 2:1, tốc độ khuấy từ 700 vòng/ phút, nhiệt độ phản ứng 60℃, thời gian gia nhiệt 30 phút thời gian ổn định ngày Các hạt nano Ag tổng hợp có đặc tính quang xúc tác tốt với q trình phân hủy chất màu CR RhB TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S Peiris, J McMurtrie, and H Y Zhu, “Metal nanoparticle photocatalysts: Emerging processes for green organic synthesis,” Catal Sci Technol., vol 6, no 2, pp 320–338, 2016, doi: 10.1039/c5cy02048d [2] “Synthesis and applications of silver nanoparticles _ Elsevier Enhanced Reader.” [3] “Facile green synthesis of silver nanoparticles using Terminalia bellerica kernel extract for catalytic reduction of anthropogenic water pollutants.” [4] S Nakamura et al., “Synthesis and application of silver nanoparticles (Ag nps) for the prevention of infection in healthcare workers,” Int J Mol Sci., vol 20, no 15, 2019, doi: 10.3390/ijms20153620 [5] X Y Dong, Z W Gao, K F Yang, W Q Zhang, and L W Xu, “Nanosilver as a new generation of silver catalysts in organic transformations for efficient synthesis of fine chemicals,” Catal Sci Technol., vol 5, no 5, pp 2554– 2574, 2015, doi: 10.1039/c5cy00285k [6] K M M Abou El-Nour, A Eftaiha, A Al-Warthan, and R A A Ammar, “Synthesis and applications of silver nanoparticles,” Arab J Chem., vol 3, no 3, pp 135–140, 2010, doi: 10.1016/j.arabjc.2010.04.008 [7] C L Ren et al., “Synthesis of starch capped CdTe nanoparticles by ’ green ’ method Synthesis of starch capped CdTe nanoparticles by ‘ green ’ method,” vol 8917, no October, pp 2–6, 2017, doi: 10.1179/143307509X402156 [8] N N Hùng, “Nghiên cứu chế tạo hạt nano bạc khả sát khuẩn nó.” 2011, [Online] Available: https://www.slideshare.net/8s0nc1/nghiencuchtohtnanobcvakhnngsatkhuncanokl [9] A B Moghaddam, F Namvar, M Moniri, P M Tahir, S Azizi, and R Mohamad, “Nanoparticles biosynthesized by fungi and yeast: A review of their preparation, properties, and medical applications,” Molecules, vol 20, no 9, pp 16540–16565, 2015, doi: 10.3390/molecules200916540 [10] “‫ مصــدر‬2.Green’ synthesis of metals and their oxide nanoparticles: applications for environmental remediationPdf.” doi: https://doi.org/10.1186/s12951-018-0408-4 [11] J Liu and F Yin, “Dietary Chinese Herbs,” Diet Chinese Herbs, 2015, doi: 10.1007/978-3-211-99448-1 [12] F Yin et al., “Gardenia jasminoides Ellis: Ethnopharmacology, phytochemistry, and pharmacological and industrial applications of an important traditional Chinese medicine,” Chinese Herb Med., vol 257, no September 2019, pp 362–370, 2018, doi: 10.1016/j.jep.2020.112829 [13] K Saravanakumar et al., “Green synthesis and characterization of biologically active nanosilver from seed extract of Gardenia jasminoides Ellis,” J Photochem Photobiol B Biol., vol 185, pp 126–135, 2018, doi: 10.1016/j.jphotobiol.2018.05.032 [14] C Hall, “A springboard to the future.,” Nurs Mirror, vol 158, no 4, pp 39– 42, 1984 [15] L Jia, Q Zhang, Q Li, and H Song, “The biosynthesis of palladium nanoparticles by antioxidants in Gardenia jasminoides Ellis : long lifetime nanocatalysts for p -nitrotoluene hydrogenation,” vol 385601, 2009, doi: 10.1088/0957-4484/20/38/385601 [16] S S R Albeladi, M A Malik, and S A Al-Thabaiti, “Facile biofabrication of silver nanoparticles using Salvia officinalis leaf extract and its catalytic activity towards Congo red dye degradation,” J Mater Res Technol., vol 9, no 5, pp 10031–10044, 2020, doi: 10.1016/j.jmrt.2020.06.074 [17] S Hamedi, S A Shojaosadati, and A Mohammadi, “Evaluation of the catalytic, antibacterial and anti-biofilm activities of the Convolvulus arvensis extract functionalized silver nanoparticles,” J Photochem Photobiol B Biol., vol 167, pp 36–44, 2017, doi: 10.1016/j.jphotobiol.2016.12.025 ... “ Nghiên cứu tổng hợp hạt nano Ag từ dung dịch chiết hạt dành dành ứng dụng phân hủy chất màu RhB CR? ?? có bố cục gồm chương Chương 1: tổng quan- giới thiệu hạt nano bạc dành dành, ứng dụng đời... dung dịch chiết dành dành để tổng hợp hạt nano tổng hợp hạt nano sắt cách sử dụng chiết xuất Lawsonia dành dành làm chất khử [14], tổng hợp hạt nano bạc sử dụng chiết xuất dành dành [13], tổng hợp. .. nghiệm tổng hợp hạt nano bạc sử dụng dung dịch chiết hạt dành dành làm chất khử chất ổn định Hơn nữa, việc ứng dụng hạt nano bạc tổng hợp vào việc phân hủy chất màu độc hại khảo sát Báo cáo “ Nghiên