Đang tải... (xem toàn văn)
Tổng hợp nano Au, bằng dịch chiết Xáo Tam Phân, làm vật liệu xúc tác, chuyển hóa chất hữu cơ, và kháng khuẩn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TỔNG HỢP NANO AU BẰNG DỊCH CHIẾT XÁO TAM PHÂN LÀM VẬT LIỆU XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG CHUYỂN HÓA CHẤT HỮU CƠ VÀ KHÁNG KHUẨN Giảng viên hướng dẫn: TS ĐOÀN VĂN ĐẠT Sinh viên thực hiện: LÊ THANH BÌNH Lớp: DHHO14ATT MSSV: 18043301 Khố: 2018 – 2022 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG HỢP NANO AU BẰNG DỊCH CHIẾT XÁO TAM PHÂN LÀM VẬT LIỆU XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG CHUYỂN HÓA CHẤT HỮU CƠ VÀ KHÁNG KHUẨN Giảng viên hướng dẫn: TS ĐOÀN VĂN ĐẠT Sinh viên thực hiện: LÊ THANH BÌNH Lớp: DHHO14ATT MSSV: 18043301 Khố: 2018 – 2022 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự - Hạnh phúc KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC - // - - // - NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: LÊ THANH BÌNH MSSV: 18043301 Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Lớp: DHHO14ATT Tên đề tài khóa luận/đồ án: “Tổng hợp nano Au dịch chiết Xáo Tam Phân làm vật liệu xúc tác cho phản ứng chuyển hóa chất hữu kháng khuẩn Nhiệm vụ: - Tổng hợp nano Au dịch chiết từ Xáo Tam Phân - Khảo sát thông số tổng hợp tối ưu - Đặc trưng vật liệu thu phương pháp TEM, SEM, XRD, EDX, FTIR - Khảo sát khả làm xúc tác phân huỷ chất hữu - Khảo sát khả kháng khuẩn Ngày giao khóa luận tốt nghiệp: 05/05/2020 (theo định công bố website) Ngày hồn thành khóa luận tốt nghiệp: (đợt 1, ngày 08/07/2022) Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS Đoàn Văn Đạt Tp Hồ Chí Minh, ngày Chủ nhiệm môn tháng năm 2022 Giảng viên hướng dẫn chuyên ngành TS Phạm Thị Hồng Phượng TS Đoàn Văn Đạt LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn q Thầy Khoa Cơng nghệ Hóa học, trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh truyền đạt cho em nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu giúp em tự tin trình học tập Nó khơng kiến thức tảng giúp cho em hồn thành đồ án tốt nghiệp mà hành trang để em chuẩn bị cho tương lai sau Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Đồn Văn Đạt tận tình giúp đỡ hướng dẫn cho em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Do kiến thức kinh nghiệm em không thật tốt đủ nên trình thực đồ án này, em khơng tránh khỏi sai sót Mong thầy xem xét góp ý để em làm tốt Em chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Sinh viên thực Lê Thanh Bình NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Phần đánh giá: (thang điểm 10) • Thái độ thực hiện: • Nội dung thực hiện: • Kỹ trình bày: • Tổng hợp kết quả: Điểm số: …… … Điểm chữ: Trưởng môn Chuyên ngành TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi họ tên) TS Phạm Thị Hồng Phượng TS Đoán Văn Đạt NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Giảng viên phản biện (Ký ghi họ tên) MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUÁT 1.1 Giới thiệu công nghệ nano 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Nguồn gốc hình thành 1.1.3 Vật liệu nano 1.2 Giới thiệu hạt nano 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Tính chất hạt nano 1.3 Các phương pháp tổng hợp nano 1.3.1 Phương pháp tổng hợp từ xuống (Top – Down) 1.3.2 Phương pháp tổng hợp từ lên (Bottom– Up) 1.3.3 Từ dịch chiết thực vật – hóa học xanh 1.3.4 Tổng hợp dung dịch keo 1.4 Sự ổn định hạt kim loại 1.4.1 Sự ổn định tĩnh điện 1.4.2 Sự ổn định không gian 1.5 Các hiệu ứng gây hạt nano 1.5.1 Hiệu ứng bề mặt 1.5.2 Hiệu ứng kích thước 1.6 Ứng dụng nano bạc, vàng lĩnh vực sống 1.6.1 Trong y học 1.6.2 Thực phẩm 1.6.3 Nông nghiệp 1.6.4 Xúc tác cho nhiều phản ứng 1.6.5 Một số nghiên cứu nano vàng, bạc 1.7 Đặc điểm sinh học số loại vi khuẩn 10 1.7.1 Vi khuẩn gram dương 10 1.7.2 Vi khuẩn gram âm 10 1.8 Giới thiệu kim loại vàng 12 1.8.1 Đặc điểm kim loại vàng 12 1.8.2 Đặc điểm nano vàng 13 1.8.3 Khả kháng khuẩn nano vàng 13 1.8.4 Khả xúc tác nano vàng 14 1.9 Tổng quan xáo tam phân 14 1.9.1 Đặc điểm xáo tam phân 14 1.9.2 Thành phần hóa học 15 1.9.3 Công dụng xáo tam phân 15 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 16 2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 16 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 16 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 16 2.2 Nguyên liệu hóa chất 16 2.2.1 Nguyên liệu 16 2.2.2 Hóa chất 16 2.2.3 Tính tốn pha chế hóa chất 16 2.2.4 Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 17 2.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp nano vàng 17 2.3.1 Chuẩn bị dịch chiết 17 2.3.2 Khảo sát tỉ lệ dịch chiết dung dịch vàng (III) HAuCl4 18 2.3.3 Khảo sát nồng độ dung dịch vàng (III) HAuCl4 18 2.3.4 Khảo sát thời gian phản ứng trình tổng hợp nano vàng 18 2.3.5 Khảo sát nhiệt độ tối ưu trình tổng hợp nano vàng 19 2.4 Quy trình tổng quát 20 2.5 Khảo sát khả xúc tác nano vàng 21 2.5.1 Khảo sát phản ứng NaBH4 Methylene Blue có xúc tác nano vàng 21 2.5.2 Khảo sát phản ứng NaBH4 Bromocresol Green có xúc tác nano vàng 21 2.5.3 Khảo sát phản ứng NaBH4 4-nitrophenol có xúc tác nano vàng 21 2.5.4 Đánh giá khả hoạt phản ứng phân hủy NaBH4 (4) – nitrophenol, Methylene Blue Bromocresol Green có mặt xúc tác nano vàng 21 2.6 Khảo sát khả kháng khuẩn nano vàng 22 2.6.1 Chọn chủng vi sinh vật 22 2.6.2 Pha môi trường 23 2.6.3 Tăng sinh vi sinh vật 23 2.6.4 Giai đoạn kháng khuẩn nano vàng 23 2.7 Mốt số thiết bị phân tích dùng nghiên cứu 25 2.7.1 Phương pháp hấp thu hồng ngoại biến đổi Fourier (FT – IR) 25 2.7.2 Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến (UV – Vis) 25 2.7.3 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 26 2.7.4 Hiển vu điện tử truyền qua (TEM) 27 2.7.5 Phương pháp phổ tán xạ lượng tia X (EDX) 27 2.7.6 Nhiễu xạ tia X (XRD) 28 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 31 3.1 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp nano vàng 31 3.1.1 Khảo sát nồng độ HAuCl4.3H2O trình tổng hợp nano vàng 31 3.1.2 Khảo sát thời gian phản ứng trình tổng hợp nano vàng 33 3.1.3 Khảo sát nhiệt độ phản ứng trình tổng hợp nano vàng 34 3.1.4 Khảo sát tỉ lệ dịch chiết nano vàng trình tổng hợp nano vàng 36 3.2 Tổng hợp nano vàng thông số tối ưu 37 3.3 Kết nghiên cứu đặc trưng hóa lý nano vàng 38 3.3.1 Kết đo nhiễu xạ tia X (XRD) 38 3.3.2 Kết đo quang phổ hồng ngoại FT – IR 39 3.3.3 Kết đo phương pháp kính hiển vi điện tử quét (FE – SEM) 40 3.3.4 Kết đo phương pháp tán xạ lượng tia X (EDX) 41 3.3.5 Kết đo phương pháp tán xạ ánh sáng động (DLS) 42 3.3.6 Kết đo Zeta 42 3.3.7 Kết khảo sát đo phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao (TEM) 43 3.4 Kết khảo sát hoạt tính xúc tác nano vàng 44 3.4.1 Kết phản ứng NaBH4 4-NP có nano vàng làm xúc tác 44 3.4.2 Kết phản ứng NaBH4 MB có nano vàng làm xúc tác 45 3.4.3 Kết phản ứng NaBH4 BG có nano vàng làm xúc tác 47 3.5 Kết khảo sát lượng hoạt hóa 48 3.5.1 Kết lượng hoạt hóa phản ứng NaBH4 4-NP có nano vàng làm xúc tác 48 3.5.2 Kết lượng hoạt hóa phản ứng NaBH4 MB có nano vàng làm xúc tác 51 3.5.3 Kết lượng hoạt hóa phản ứng NaBH4 BG có nano vàng làm xúc tác 54 3.6 So sánh đánh giá lượng hoạt hóa với báo nghiên cứu trước 57 3.6.1 So sánh đánh giá lượng hoạt hóa phản ứng phân hủy (4NP+NaBH4) có mặt xúc tác nano vàng 57 3.6.2 So sánh đánh giá lượng hoạt hóa phản ứng phân hủy (MB+NaBH4) có mặt xúc tác nano vàng 57 3.7 Kết khảo sát hoạt tính kháng khuẩn nano vàng 58 KẾT LUẬN 63 KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤC LỤC 69 57 3.6 So sánh đánh giá lượng hoạt hóa với báo nghiên cứu trước 3.6.1 So sánh đánh giá lượng hoạt hóa phản ứng phân hủy (4-NP+NaBH4) có mặt xúc tác nano vàng Bảng 3.9 So sánh khả hoạt hóa xúc tác với – NP STT Tên vật liệu xúc tác Kích thước hạt (nm) K(s-1) Ea (năng lượng hoạt hóa) Tài liệu tham khảo (kJ/ mol) PdNPs 0.1762 81.22 [34] AuNPs/PMMA 6.9 0.0079 38 [35] Poly (VCL – co AAEM) 0.004 36 [36] AuNPs- Mung Bean Starch - 0.0081 44.78 [37] AuNPs - Paramignya Trimera 18 - 22 0.00311 12.426 This work So sánh với nghiên cứu gần đây, nghiên cứu này, mẫu nano vàng tổng hợp dạng kích thước nano (18 – 22 nm), lớn so với kết gần Mặt khác, vật liệu nano vàng tổng hợp từ dịch chiết Xáo Tam Phân – đóng vai trị chất xúc tác, đem lại hiệu cao mặt lượng (Ea= 12.426 kJ/mol) 3.6.2 So sánh đánh giá lượng hoạt hóa phản ứng phân hủy (MB+NaBH4) có mặt xúc tác nano vàng Bảng 3.10 So sánh khả hoạt hóa xúc tác với MB K (s-1) Ea (năng lượng hoạt hóa) (kJ/mol) Tài liệu tham khảo STT Tên vật liệu xúc tác Kích thước hạt (nm) Au13DENs 2.23 0.07448 71.3 [38] AuNPs – Green tea leaves 20 - 38.42 [39] AuDENs 2.16 - -14.86 [40] AuNPs – Paramignya Trimera 18 - 22 0.01516 -14.62 This work 58 So sánh với báo nghiên cứu trước đây, nano vàng tổng hạt với kích thước nanometer (18 – 22 nm), đạt chuẩn kích thước vật liệu nano (