Nghiên cứu các phương pháp pha tạp nano au trên bề mặt cấu trúc zno dạng hoa tăng cường khả năng xúc tác quang và khử khuẩn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu phương pháp pha tạp nano Au bề mặt cấu trúc ZnO dạng hoa tăng cường khả xúc tác quang khử khuẩn PHẠM THỊ ÁNH TUYẾT Tuyet.PTA202540M@sis.hust.edu.vn Ngành Hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Vũ Anh Tuấn Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 06/2022 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Phạm Thị Ánh Tuyết Đề tài luận văn: Nghiên cứu phương pháp pha tạp nano Au bề mặt cấu trúc ZnO dạng hoa tăng cường khả xúc tác quang khử khuẩn Chuyên ngành: Hóa học Mã số SV: 20202540M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 15/06/2022 với nội dung sau: - Chuyển mục tổng quan vấn đề ô nhiễm nguồn nước xuống phần tổng quan nano ZnO nano Au; - Bổ sung mục “1.1.4 Các phương pháp tăng cường hiệu xúc tác quang vật liệu nano ZnO” “1.5 Tổng quan chất màu tartrazin”; - Bổ sung thông tin cụ thể địa điểm điều kiện thực phép phân tích phép đo; - Trích dẫn tài liệu tham khảo vào phần giải thích chế phân hủy tartrazin Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm Tác giả luận văn PGS TS Vũ Anh Tuấn Phạm Thị Ánh Tuyết CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Trần Thị Thúy ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Tên đề tài: Nghiên cứu phương pháp pha tạp nano Au bề mặt cấu trúc ZnO dạng hoa tăng cường khả xúc tác quang khử khuẩn Ngành: Hóa học Người hướng dẫn: PGS TS Vũ Anh Tuấn Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên PGS TS Vũ Anh Tuấn Lời cảm ơn Trước hết, em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS TS Vũ Anh Tuấn, Bộ mơn Hố Phân tích, Viện Kỹ thuật Hố học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, người tận tình hướng dẫn, hỗ trợ em trình lựa chọn đề tài trình nghiên cứu Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Quỹ Đổi Sáng tạo Vingroup tạo hội cho em nhận học bổng Chương trình học bổng Thạc sĩ, Tiến sĩ nước năm 2020 2021 Quỹ tài trợ Em xin bày tỏ lịng biết ơn với tất thầy Bộ mơn Hóa phân tích, anh chị, bạn em phòng Lab 425-C1 đồng hành, tạo điều kiện nhiệt tình hỗ trợ cho em suốt q trình hồn thành luận văn Tóm tắt nội dung luận văn Luận văn nghiên cứu phương pháp pha tạp hạt nano Au lên bề mặt ZnO nhằm lựa chọn phương pháp tối ưu tăng cường hiệu xúc tác quang khả kháng khuẩn vật liệu Vật liệu ZnO tổng hợp phương pháp thủy nhiệt đơn giản Sau nghiên cứu pha tạp hạt nano Au lên bề mặt ZnO thông qua phương pháp khử HAuCl4 tác nhân khử khác natri citrat (Au/ZnO-SC), natri tetrahydroborat (Au/ZnO-SB), natri hydroxit kết hợp với etanol (Au/ZnO-SE) xạ đèn Hg 250W (Au/ZnO-Hg lamp) Phân tích đặc trưng vật liệu thơng qua phương pháp phân tích đại SEM, TEM, XRD, FT-IR, DR/UV-Vis, đẳng nhiệt hấp phụ/nhả hấp phụ N2 Đánh giá hiệu xúc tác quang vật liệu thông qua khả phân hủy chất màu tartrazin nghiên cứu điều kiện tối ưu ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng Bên cạnh đó, hiệu kháng khuẩn vật liệu tổng hợp đánh giá thông qua khả khử vi khuẩn E.coli phương pháp khuếch tán đĩa thạch Kết cho thấy mẫu ZnO có cấu trúc dạng hoa hồng phân tầng với kích thước khoảng µm hình thành từ nano ZnO mỏng có độ dày từ (10 ÷ 20) nm Sau pha tạp thêm nano Au, cấu trúc phân tầng ZnO không bị thay đổi, AuNPs phân tán bề mặt cấu trúc ZnO, nhiên, mức độ phân tán chúng khác tùy vào phương pháp tổng hợp Trong đó, hai mẫu Au/ZnO-SC Au/ZnO-SB cho thấy mức độ phân tán AuNPs ZnO đồng Au/ZnOSC mẫu vật liệu cho thấy hiệu suất quang xúc tác phân hủy tartrazin tốt so với mẫu lại, phân hủy gần hồn tồn tartrazin vịng 30 phút phản ứng với số tốc độ 0,109 phút-1 chiếu sáng đèn hg 250 W Các điều kiện tối ưu cho trình phân hủy quang tác quang lựa chọn hàm lượng Au pha tạp ZnO 5% theo khối lượng, hàm lượng chất xúc tác 0,5 g/L, pH dung dịch ban đầu Thêm vào đó, vật liệu Au/ZnOSC có khả phân hủy tartrazin điều kiện ánh sáng mặt trời tốt phân hủy nhiều chất ô nhiễm hữu khác Điều cho thấy vật liệu cải tiến Au/ZnO khắc phục nhược điểm ZnO ban đầu nhằm tăng cường hoạt tính xúc tác quang Các kết khử vi khuẩn E.coli mẫu tổng hợp thông qua phương pháp đĩa thạch chứng minh ZnO Au/ZnO vật liệu có khả khử khuẩn tốt, đặc biệt Au/ZnO-Hg lamp có khả khử khuẩn đạt hiệu cao Ngoài ra, hiệu khử khuẩn vật liệu phụ thuộc vào hàm lượng Au pha tạp ZnO Khi hàm lượng Au pha tạp ZnO theo phương pháp khử HAuCl4 natri citrat tăng, hiệu khử vi khuẩn E.coli tăng lên Như vậy, luận văn này, việc pha tạp AuNPs lên bề mặt ZnO chứng minh tăng cường hiệu xúc tác quang phân hủy chất ô nhiễm hữu hoạt tính khử khuẩn Tuy nhiên, hiệu suất xúc tác quang khử khuẩn chúng phụ thuộc vào phương pháp pha tạp Au/ZnO khác HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên Phạm Thị Ánh Tuyết MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài 3 Nội dung đề tài Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nano kẽm oxit (ZnO) 1.1.1 Cấu trúc hình thái nano ZnO 1.1.2 Ứng dụng nano ZnO 1.1.3 Các phương pháp tổng hợp nano ZnO 1.1.4 Các phương pháp tăng cường hiệu xúc tác quang vật liệu nano ZnO 10 1.1.4.1 Pha tạp với kim loại 10 1.1.4.2 Pha tạp với phi kim 11 1.1.4.3 Pha tạp với chất bán dẫn khác 11 1.1.4.4 Pha tạp với kim loại quý 12 1.2 1.3 Tổng quan nano vàng (Au) 12 1.2.1 Giới thiệu nano Au tính chất 12 1.2.2 Ứng dụng nano Au 15 1.2.3 Các phương pháp tổng hợp nano Au 16 Tổng quan vấn đề ô nhiễm môi trường nước 18 1.3.1 Tổng quan ô nhiễm môi trường 18 1.3.2 Ơ nhiễm mơi trường nước 19 1.3.3 Các loại vi sinh vật vi khuẩn nước thải 21 1.3.4 Các phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước 24 1.3.5 Các phương pháp khử khuẩn nước 25 1.4 Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt 27 1.5 Tổng quan chất màu tartrazin 30 1.6 Tổng quan tình hình nghiên cứu đề tài nước 31 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 33 2.1 Hóa chất dụng cụ 33 2.1.1 Hóa chất 33 2.1.2 Dụng cụ thí nghiệm 33 2.2 Tổng hợp vật liệu nano ZnO 33 2.3 Pha tạp hạt nano Au lên vật liệu nano ZnO 34 2.4 Các phương pháp phân tích đặc trưng vật liệu 36 2.5 2.4.1 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen - XRD 37 2.4.2 Phương pháp kính hiển vi điển tử quét - SEM 38 2.4.3 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua – TEM 38 2.4.4 Phương pháp phổ hồng ngoại - FT-IR 39 2.4.5 Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến - DR/UV-Vis 40 2.4.6 Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ/nhả hấp phụ N2 41 Phương pháp đánh giá hiệu vật liệu thông qua khả phân hủy chất hữu nước 42 2.6 Phương pháp đánh giá khả kháng khuẩn vật liệu tổng hợp 43 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 3.2 Kết phân tích đặc trưng vật liệu 45 3.1.1 Kết phân tích SEM 45 3.1.2 Kết phân tích TEM 46 3.1.3 Kết phân tích XRD 47 3.1.4 Kết phân tích FT-IR 48 3.1.5 Kết phân tích đẳng nhiệt hấp phụ/nhả hấp phụ N2 49 3.1.6 Kết phân tích DR/UV-Vis 51 Đánh giá hoạt tính xúc tác quang vật liệu tổng hợp 52 3.2.1 Hiệu phân hủy tartrazin ZnO mẫu Au/ZnO 52 Fermi kích thích đến trạng thái SPR (thường mức tối thiểu lượng vùng CB ZnO) Do vậy, điện tử dễ dàng di chuyển từ Au đến vùng CB ZnO (được minh họa mũi tên màu xanh lục hình 3.14(b) sau tham gia vào q trình xúc tác quang [81] Số lượng vị trí dải plasmon phụ thuộc chủ yếu vào kích thước hình thái hạt nano Au Do đó, peak cộng hưởng xuất vùng khả kiến đến vùng hồng ngoại gần Từ điện tử e- tự linh động bề mặt hạt nano Au, tăng cường kết hợp với O2 để tạo gốc tự •O2‾, đồng thời gián tiếp giảm khả tái tổ hợp điện tử lỗ trống vật liệu ZnO (a) (b) Hình 3.15 (a) Các dạng tồn TA dung dịch (b) Con đường phân hủy TA chất xúc tác quang 63 Trong nghiên cứu này, tartrazin lựa chọn làm mô hình chất nhiễm điển hình để khảo sát hiệu xúc tác quang vật liệu TA chất màu azo tổng hợp có màu vàng chanh, tồn ba dạng cấu trúc tùy thuộc vào pH dung dịch (dạng azo, keto hydrazone) Ở pH = 6, TA tồn hai dạng azo keto, đó, ba dạng tồn pH = 11 [82] Con đường phân hủy TA chất xúc tác quang đề xuất hình 3.15 dựa số nghiên cứu báo cáo trước [83, 84] Sự phá vỡ nhóm chức, liên kết nhóm azo tác nhân oxy hóa mạnh •OH, •O2- H2O2 tạo sản phẩm trung gian, cuối CO2, SO2, Na2CO3,… 3.4 Đánh giá khả kháng khuẩn vật liệu tổng hợp 3.4.1 Hiệu kháng khuẩn ZnO mẫu Au/ZnO Hình 3.16 Kết thử nghiệm khuếch tán đĩa thạch để đánh giá hoạt tính kháng khuẩn vật liệu tổng hợp ZnO, Au/ZnO-SC, Au/ZnO-SB, Au/ZnO-SE Au/ZnO-Hg lamp (mẫu đối chứng (-), 50 mg/mL, 100 mg/mL 200 mg/mL xếp theo thứ tự hình minh họa) Vùng khuếch tán thạch chứng minh vùng kháng khuẩn xung quanh mẫu nghiên cứu Vòng kháng khuẩn có đường kính lớn chứng tỏ vật liệu kiểm tra có hoạt tính kháng vi khuẩn cao Kết hình 3.16 cho thấy điều kiện khơng tồn vật liệu nghiên cứu (tấm giấy lọc tẩm nước muối sinh lý NaCl 0,85%), vòng kháng khuẩn mẫu đối chứng âm đĩa thạch không xuất hiện, tức vi khuẩn E coli gần hoạt động bình thường điều kiện nghiên cứu Tuy nhiên, giấy lọc tẩm vật liệu nghiên cứu dạng huyền phù với nồng độ khác 50 mg/mL, 100 mg/mL 200 mg/mL vòng kháng khuẩn chúng quan sát rõ ràng (hình 3.16 bảng 3.2) 64 Bảng 3.2 Đường kính vùng kháng khuẩn E coli (mm) đo theo phương pháp khuếch tán đĩa thạch mẫu ZnO tinh khiết mẫu Au/ZnO (Các kết mang tính chất tương đối) Mẫu ZnO Au/ZnOSC Au/ZnOSB Au/ZnOSE Au/ZnOHg lamp 50 mg/mL 6,5 6,5 100 mg/mL 10 8 11 200 mg/mL 10 10 10 10 12,5 Nồng độ Hình 3.17 Kết thử nghiệm khuếch tán đĩa thạch để đánh giá hoạt tính kháng khuẩn mẫu vật liệu Au/ZnO-SC với hàm lượng Au pha tạp ZnO 1%, 3%, 5% 7% (mẫu đối chứng (-), 50 mg/mL, 100 mg/mL 200 mg/mL xếp theo thứ tự hình minh họa) Kết nghiên cứu cho thấy ZnO thể hoạt tính kháng khuẩn tốt với vùng ức chế quan sát khoảng (9 ÷ 10) mm Sau pha tạp thêm AuNPs, vật 65 liệu cải tiến thu có hoạt tính kháng khuẩn khác tùy thuộc vào phương pháp tổng hợp Các mẫu Au/ZnO có hoạt tính kháng khuẩn tốt vi khuẩn E coli, đó, bán kính kháng khuẩn Au/ZnO-Hg lamp lớn so với vật liệu lại Bên cạnh đó, vùng ức chế tăng trưởng vi khuẩn bị ảnh hưởng lượng chất kháng khuẩn Lượng chất kháng khuẩn lớn vùng kháng khuẩn rộng Vùng kháng khuẩn với nồng độ chất kháng khuẩn 200 mg/mL tất mẫu lớn đáng kể so với nồng độ 100 mg/mL 50 mg/mL Ngoài ra, nghiên cứu này, ảnh hưởng hàm lượng Au pha tạp ZnO đến hiệu kháng khuẩn vật liệu đánh giá Vật liệu Au/ZnO tổng hợp theo phương pháp khử HAuCl4 Na3C6H5O7 thay đổi hàm lượng %wt Au pha tạp bề mặt ZnO 1%, 3%, 5% 7%, hoạt tính kháng vi khuẩn E coli chúng thực theo phương pháp khuếch tán đĩa thạch kết thể hình 3.17 Khi hàm lượng Au pha tạp ZnO tăng, hoạt tính kháng khuẩn vật liệu Au/ZnO tăng lên Vật liệu Au/ZnO-7% có hiệu kháng vi khuẩn E coli tốt so với mẫu 1%, 3% 5% ba nồng độ 50 mg/mL, 100 mg/mL 200 mg/mL 3.4.2 Cơ chế kháng khuẩn vật liệu ZnO Au/ZnO Hình 3.18 Cơ chế kháng vi khuẩn E.coli vật liệu Au/ZnO Cho đến nay, chế xác khả kháng khuẩn ZnO Au/ZnO chưa báo cáo đầy đủ rõ ràng Tuy nhiên, chế kháng khuẩn chúng dự đoán theo ba đường: (1) tạo ROS; (2) giải phóng ion Zn2+ Au+; (3) hạt nano Au ZnO trực tiếp cơng màng tế bào (hình 3.18) a) Hình thành ROS (•O2-, H2O2, •OH) Theo chế xúc tác quang ZnO Au/ZnO trình bày trên, 66 xạ ánh sáng có lượng thích hợp, vật liệu tương tác với O2 hay H2O hấp thụ bề mặt để tạo loại oxy phản ứng (ROS) •O2-, H2O2, •OH Chúng tác nhân oxy hóa mạnh, chúng thâm nhập vào màng tế bào, phản ứng nhanh chóng với lipid, protein DNA, từ dẫn đến phá vỡ màng tế bào, ngăn chặn tồn vi khuẩn [17, 61] b) Giải phóng Zn2+ Au+ Việc giải phóng Zn2+ từ hạt nano ZnO Au+ từ hạt nano Au chế hoạt động kháng khuẩn vật liệu ZnO Au/ZnO Các ion có tính axit yếu (Zn2+ Au+) tương tác với bazơ mềm (P S) DNA dẫn đến truyền tín hiệu bị ức chế, cản trở hoạt động chuyển hóa enzym, axit amin protein tế bào vi khuẩn [85, 86] Sau đó, tế bào vi khuẩn dần bị phá vỡ vi khuẩn bị tiêu diệt c) Các hạt nano Au ZnO trực tiếp công màng tế bào Một chế khác xảy hoạt động kháng khuẩn hạt nano ZnO Au/ZnO thông quan việc công trực tiếp hạt nano vào màng tế bào nhờ lực hút tĩnh điện Các hạt nano Au ZnO mang điện tích dương bị hút tĩnh điện vào tế bào vi khuẩn tích điện âm, hạt nano xâm nhập vào màng tế bào [86] Tương tác ZnO, Au vi khuẩn làm xáo trộn cân điện tích bề mặt tế bào, làm sai lệch cấu trúc màng tế bào, phá hủy tính tồn vẹn tế bào vi khuẩn, gây rò rỉ thành phần nội bào Ngồi ra, tích tụ hạt nano ZnO Au bề mặt tế bào gây trở ngại cho trình trao đổi chất vi khuẩn Từ đó, vi khuẩn dễ dàng bị tiêu diệt Trong nghiên cứu này, hiệu kháng khuẩn vật liệu ZnO tinh khiết Au/ZnO chủ yếu thơng qua hai đường: giải phóng ion Au+, Zn2+ công trực tiếp màng tế bào hạt nano Au ZnO Chính vậy, việc pha tạp hạt nano Au bề mặt ZnO có tác dụng tăng hiệu khuẩn vật liệu Khi hạt nano Au có kích thước lớn, diện tích bề mặt lớn thuận lợi cho tương tác với màng tế bào; đồng thời, với hàm lượng Au pha tạp ZnO lớn giải phóng nhiều ion Au+, số lượng nano Au công trực tiếp màng tế bào tăng lên, từ làm tăng hiệu khử khuẩn cho vật liệu Au/ZnO Cơ chế giải thích cho kết nghiên cứu 67 68 KẾT LUẬN Vật liệu nano – composite Au/ZnO tổng hợp thành công với nhiều khả ứng dụng khác nhau, đặc biệt ứng dụng xúc tác quang khử khuẩn xử lý môi trường nước đề tài thu hút quan tâm nhà khoa học nước Với hướng nghiên cứu này, luận văn thu kết sau: - Vật liệu ZnO cấu trúc dạng hoa hồng phân tầng tổng hợp thành công phương pháp thủy nhiệt đơn giản, với kích thước khoảng μm hình thành từ hạt nano ZnO Sau pha tạp thêm nano Au, cấu trúc phân tầng ZnO không bị thay đổi, AuNPs phân tán bề mặt cấu trúc ZnO, nhiên, mức độ phân tán chúng khác tùy vào phương pháp tổng hợp Trong đó, hai mẫu Au/ZnO-SC Au/ZnO-SB cho thấy mức độ phân tán AuNPs ZnO đồng - Au/ZnO-SC mẫu vật liệu cho thấy hiệu suất quang xúc tác phân hủy tartrazin tốt so với mẫu lại, phân hủy gần hồn tồn tartrazin vịng 30 phút phản ứng với số tốc độ 0,109 phút-1 Các điều kiện tối ưu cho trình phân hủy quang tác quang lựa chọn hàm lượng chất xúc tác 0,5 g/L, pH dung dịch ban đầu nguồn sáng đèn Hg 250W Thêm vào đó, vật liệu Au/ZnO-SC có khả phân hủy tartrazin điều kiện ánh sáng mặt trời tốt phân hủy nhiều chất nhiễm hữu khác Điều cho thấy vật liệu cải tiến Au/ZnO khắc phục nhược điểm ZnO ban đầu nhằm tăng cường hoạt tính xúc tác quang - Các kết khử vi khuẩn E.coli mẫu tổng hợp thông qua phương pháp đĩa thạch chứng minh ZnO Au/ZnO vật liệu có khả khử khuẩn tốt, đặc biệt Au/ZnO-Hg lamp có khả khử khuẩn tốt Ngoài ra, hiệu khử khuẩn vật liệu phụ thuộc vào hàm lượng vật liệu hàm lượng Au pha tạp ZnO Các mẫu kiểm tra nồng độ 200 mg/mL cho hiệu khử khuẩn tốt so với nồng độ 50 mg/mL 100 mg/mL Tương tự, hàm lượng Au pha tạp ZnO theo phương pháp khử HAuCl4 natri citrat tăng, hiệu khử vi khuẩn E coli tăng lên Như vậy, luận văn này, việc pha tạp AuNPs lên bề mặt ZnO 69 chứng minh tăng cường hiệu xúc tác quang phân hủy chất ô nhiễm hữu hoạt tính kháng khuẩn Tuy nhiên, hiệu suất xúc tác quang kháng khuẩn chúng phụ thuộc vào kích thước AuNPs phân tán chúng bề mặt ZnO thông qua phương pháp tổng hợp khác Chính vậy, tùy mục đính sử dụng cho quang xúc tác hay khử khuẩn để lựa chọn phương pháp tổng hợp thích hợp Từ nghiên cứu này, kết luận Au/ZnO loại vật liệu hứa hẹn mang đến ứng dụng thực tiễn tiềm xử lý môi trường 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Gaurav Sharma, Alberto García-Pas, Mu Naushad et al., "Trimetallic@Cyclodextrin Nanocomposite: Photocatalyst for Degradation of Amoxicillin and Catalyst for Esterification Reactions," Journal of Chemistry, pp 5512563, 2021 [2] Vincenzo Amendola, Roberto Pilot, Marco Frasconi et al., "Surface plasmon resonance in gold nanoparticles: a review," Journal of Physics: Condensed Matter, vol 29, no 20, pp 203002, 2017 [3] Ibrahim Khan, Khalid SaeedandIdrees Khan, "Nanoparticles: Properties, applications and toxicities," Arabian Journal of Chemistry, vol 12, no 7, pp 908-931, 2019 [4] Annette Prüss-Üstün and Organization World Health, "Safer water, better health : costs, benefits and sustainability of interventions to protect and promote health," 2008 [5] Attarad Ali, Abdul-Rehman PhullandMuhammad Zia, "Elemental zinc to zinc nanoparticles: is ZnO NPs crucial for life? Synthesis, toxicological, and environmental concerns %J Nanotechnology Reviews," vol 7, no 5, pp 413441, 2018 [6] Trần Thị Thanh Nhàn, "Chế tạo nghiên cứu vật liệu keo ZnO phương pháp thủy nhiệt," Luận văn tốt nghiệp cao học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2012 [7] Nguyễn Duy Phương, "Nghiên cứu chế tạo khảo sát số tính chất màng mỏng ZnO khả ứng dụng chúng," Luận văn tiến sĩ khoa học, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Hà Nội, 2006 [8] Sayed M Saleh, "ZnO nanospheres based simple hydrothermal route for photocatalytic degradation of azo dye," Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol 211, pp 141-147, 2019 [9] N Saleema and M Farzaneh, "Thermal effect on superhydrophobic performance of stearic acid modified ZnO nanotowers," Applied Surface Science, vol 254, no 9, pp 2690-2695, 2008 [10] Dr Ajay Kushwaha, Himanshu TyagiandM Aslama, "Role of defect states in magnetic and electrical properties of ZnO nanowires," Aip Advances vol 3, 2013 [11] Mac Van Hung and Vu Anh Tuan, "Facile and fast preparation of Nano-rod ZnO for photocatalytic application under low intensity of UV light irradiation," Indian Journal of Science Technology, vol 13, no 31, pp 31503159, 2020 [12] Tuan Vu Anh, Thi Anh Tuyet Pham, Van Hung Mac et al., "Facile Controlling of the Physical Properties of Zinc Oxide and Its Application to Enhanced Photocatalysis," Journal of Analytical Methods in Chemistry, pp 5533734, 2021 [13] Ken Elen, Heidi Van den Rul, An Hardy et al., "Hydrothermal synthesis of ZnO nanorods: a statistical determination of the significant parameters in 71 view of reducing the diameter," Nanotechnology, vol 20, no 5, pp 055608, 2009 [14] Rajesh Kumar, O Al-Dossary, Girish Kumar et al., "Zinc Oxide Nanostructures for NO2 Gas–Sensor Applications: A Review," Nano-Micro Letters, vol 7, no 2, pp 97-120, 2015 [15] H Gong, J Q Hu, J H Wang et al., "Nano-crystalline Cu-doped ZnO thin film gas sensor for CO," Sensors and Actuators B: Chemical, vol 115, no 1, pp 247-251, 2006 [16] Ning Han, Xiaofeng Wu, Linyu Chai et al., "Counterintuitive sensing mechanism of ZnO nanoparticle based gas sensors," Sensors and Actuators B: Chemical, vol 150, no 1, pp 230-238, 2010 [17] Kezhen Qi, Bei Cheng, Jiaguo Yu et al., "Review on the improvement of the photocatalytic and antibacterial activities of ZnO," Journal of Alloys and Compounds, vol 727, pp 792-820, 2017 [18] Chin Boon Ong, Law Yong NgandAbdul Wahab Mohammad, "A review of ZnO nanoparticles as solar photocatalysts: Synthesis, mechanisms and applications," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol 81, pp 536551, 2018 [19] Subramanian Ambika and Mahalingam Sundrarajan, "Antibacterial behaviour of Vitex negundo extract assisted ZnO nanoparticles against pathogenic bacteria," Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, vol 146, pp 52-57, 2015 [20] Valery Svetlichnyi, Anastasiia Shabalina, Ivan Lapin et al., "ZnO nanoparticles obtained by pulsed laser ablation and their composite with cotton fabric: Preparation and study of antibacterial activity," Applied Surface Science, vol 372, pp 20-29, 2016 [21] Mariappan Premanathan, Krishnamoorthy Karthikeyan, Kadarkaraithangam Jeyasubramanian et al., "Selective toxicity of ZnO nanoparticles toward Gram-positive bacteria and cancer cells by apoptosis through lipid peroxidation," Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, vol 7, no 2, pp 184-192, 2011 [22] M Li and J C Li, "Size effects on the band-gap of semiconductor compounds," Materials Letters, vol 60, no 20, pp 2526-2529, 2006 [23] H S Wasly, M S Abd El-SadekandMohamed Henini, "Influence of reaction time and synthesis temperature on the physical properties of ZnO nanoparticles synthesized by the hydrothermal method," Applied Physics A, vol 124, no 1, pp 76, 2018 [24] Oscar Marin, Vanessa González, Mónica Tirado et al., "Effects of methanol on morphology and photoluminescence in solvothermal grown ZnO powders and ZnO on Si," Materials Letters, vol 251, pp 41-44, 2019 [25] Lưu Thị Việt Hà, "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu ZnO pha tạp Mn, Ce, C đánh giá khả quang oxi hóa chúng," Luận án tiến sĩ hóa học, 2018 [26] M H Huang, Y Wu, H Feick et al., "Catalytic Growth of Zinc Oxide 72 Nanowires by Vapor Transport," vol 13, no 2, pp 113-116, 2001 [27] Qi Zhang, Jin-Ku Liu, Jian-Dong Wang et al., "Atmospheric Self-induction Synthesis and Enhanced Visible Light Photocatalytic Performance of Fe3+ Doped Ag-ZnO Mesocrystals," Industrial & Engineering Chemistry Research, vol 53, no 34, pp 13236-13246, 2014 [28] Ziyi Zhong, Ubong EtimandYibing Song, "Improving the Cu/ZnO-Based Catalysts for Carbon Dioxide Hydrogenation to Methanol, and the Use of Methanol As a Renewable Energy Storage Media," vol 8, 2020 [29] Yongchun Lu, Yanhong Lin, Tengfeng Xie et al., "Enhancement of visiblelight-driven photoresponse of Mn/ZnO system: photogenerated charge transfer properties and photocatalytic activity," Nanoscale, vol 4, no 20, pp 6393-6400, 2012 [30] Mohd Faisal, Adel Ismail, Ahmed Ibrahim et al., "Highly Efficient Photocatalyst Based on Ce Doped ZnO Nanorods: Controllable Synthesis and Enhanced Photocatalytic Activity," Chemical Engineering Journal, vol 229, pp 225-233, 2013 [31] Jin-Chung Sin, Sze-Mun Lam, Ichikawa Satoshi et al., "Sunlight photocatalytic activity enhancement and mechanism of novel europiumdoped ZnO hierarchical micro/nanospheres for degradation of phenol," Applied Catalysis B: Environmental, vol 148-149, pp 258-268, 2014 [32] Vijaya Kumari, Anuj Mittal, Jitender Jindal et al., "S-, N- and C-doped ZnO as semiconductor photocatalysts: A review," Frontiers of Materials Science, vol 13, no 1, pp 1-22, 2019 [33] Zongbao Yu, Li-Chang Yin, Yingpeng Xie et al., "Crystallinity-dependent substitutional nitrogen doping in ZnO and its improved visible light photocatalytic activity," Journal of Colloid and Interface Science, vol 400, pp 18-23, 2013 [34] Rui Qin, Fanming Meng, Muhammad Wasim Khan et al., "Fabrication and enhanced photocatalytic property of TiO2-ZnO composite photocatalysts," Materials Letters, vol 240, pp 84-87, 2019 [35] Thi Anh Tuyet Pham, Van Anh Tran, Van Duong Le et al., "Facile Preparation of ZnO Nanoparticles and Ag/ZnO Nanocomposite and Their Photocatalytic Activities under Visible Light," International Journal of Photoenergy, vol 2020, pp 8897667, 2020 [36] Trần Thu Hà, "Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt hạt nano kim loại," Luận văn thạc sỹ chuyên ngành quang học, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 2011 [37] Lê Thị Lanh, "Nghiên cứu chế tạo vàng nano số ứng dụng," Luận án tiến sĩ hóa học, 2015 [38] Narges Elahi, Mehdi KamaliandMohammad Hadi Baghersad, "Recent biomedical applications of gold nanoparticles: A review," Talanta, vol 184, pp 537-556, 2018 [39] Nguyễn Khắc Thuận, "Chế tạo, nghiên cứu cấu trúc tính chất số 73 kim loại q có kích thước nano " Luận án tiến sĩ vật lý, Trường Đại học Công nghê, Đại học quốc gia Hà Nội, 2017 [40] Anis Rahman, Aunik Rahman, William Ghann et al., "Terahertz multispectral imaging for the analysis of gold nanoparticles’ size and the number of unit cells in comparison with other techniques," International Journal of Biosensors & Bioelectronics, vol 4, 2018 [41] Erik Dreaden, Alaaldin Alkilany, Xiaohua Huang et al., "The Golden Age: Gold Nanoparticles for Biomedicine," Chemical Society reviews, vol 41, pp 2740-79, 2011 [42] Xiaohua Huang, Svetlana NeretinaandMostafa A El-Sayed, "Gold Nanorods: From Synthesis and Properties to Biological and Biomedical Applications," vol 21, no 48, pp 4880-4910, 2009 [43] Jiao Du, Ruirui Yue, Fangfang Ren et al., "Simultaneous determination of uric acid and dopamine using a carbon fiber electrode modified by layer-bylayer assembly of graphene and gold nanoparticles," Gold Bulletin, vol 46, no 3, pp 137-144, 2013 [44] Charles T Campbell, James C Sharp, Y X Yao et al., "Insights into catalysis by gold nanoparticles and their support effects through surface science studies of model catalysts," Faraday Discussions, vol 152, no 0, pp 227-239, 2011 [45] Xiaohua Huang, Prashant K Jain, Ivan H El-Sayed et al., "Gold nanoparticles: interesting optical properties and recent applications in cancer diagnostics and therapy," vol 2, no 5, pp 681-693, 2007 [46] Zhenjiang Zhang, Jing Wang, Xin Nie et al., "Near Infrared Laser-Induced Targeted Cancer Therapy Using Thermoresponsive Polymer Encapsulated Gold Nanorods," Journal of the American Chemical Society, vol 136, no 20, pp 7317-7326, 2014 [47] Zhizhong Han, Liyuan Wei, Zhankun Zhang et al., "Visible-Light Photocatalytic Application of Hierarchical Au-ZnO Flower-Rod Heterostructures via Surface Plasmon Resonance," Plasmonics, vol 8, no 2, pp 1193-1202, 2013 [48] Jia Lu, Huihu Wang, Daluo Peng et al., "Synthesis and properties of Au/ZnO nanorods as a plasmonic photocatalyst," Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, vol 78, pp 41-48, 2016 [49] Inès Hammami, Nadiyah M Alabdallah, Amjad Al jomaa et al., "Gold nanoparticles: Synthesis properties and applications," Journal of King Saud University - Science, vol 33, no 7, pp 101560, 2021 [50] Do Thi Hue, "Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất quang cấu trúc nano vàng dạng cầu, dạng dạng lõi/vỏ silica/vàng định hướng ứng dụng y sinh," Luận án tiến sĩ vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2018 [51] K S Uma Suganya, K Govindaraju, V Ganesh Kumar et al., "Blue green alga mediated synthesis of gold nanoparticles and its antibacterial efficacy against Gram positive organisms," Materials Science and Engineering: C, 74 vol 47, pp 351-356, 2015 [52] T Y Suman, S R Radhika Rajasree, R Ramkumar et al., "The Green synthesis of gold nanoparticles using an aqueous root extract of Morinda citrifolia L," Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol 118, pp 11-16, 2014 [53] S K Srivastava, R Yamada, C Ogino et al., "Biogenic synthesis and characterization of gold nanoparticles by Escherichia coli K12 and its heterogeneous catalysis in degradation of 4-nitrophenol," Nanoscale Res Lett, vol 8, no 1, pp 70, 2013 [54] Philip J Landrigan, Richard Fuller, Nereus J R Acosta et al., "The Lancet Commission on pollution and health," The Lancet, vol 391, no 10119, pp 462-512, 2018 [55] Temitope F Ajibade, Nathaniel A Nwogwu, Fidelis O Ajibade et al., "Potential dam sites selection using integrated techniques of remote sensing and GIS in Imo State, Southeastern, Nigeria," Sustainable Water Resources Management, vol 6, no 4, pp 57, 2020 [56] Rajender Singh Rana, Prashant Singh, Vikash Kandari et al., "A review on characterization and bioremediation of pharmaceutical industries’ wastewater: an Indian perspective," Applied Water Science, vol 7, no 1, pp 1-12, 2017 [57] Hui Miao, Zhenyuan Teng, Sicong Wang et al., "Recent Advances in the Disinfection of Water Using Nanoscale Antimicrobial Materials," vol 4, no 5, pp 1800213, 2019 [58] Sunari Peiris, John McMurtrieandH Zhu, "Metal nanoparticle photocatalysts: Emerging processes for green organic synthesis," Catal Sci Technol., vol 6, 2015 [59] Suneev Anil Bansal, Vanish Kumar, Javad Karimi et al., "Role of gold nanoparticles in advanced biomedical applications," Nanoscale Advances, vol 2, no 9, pp 3764-3787, 2020 [60] Ying Cheng, Wenzhong Wang, Lizhen Yao et al., "Insights into charge transfer and solar light photocatalytic activity induced by the synergistic effect of defect state and plasmon in Au nanoparticle-decorated hierarchical 3D porous ZnO microspheres," Applied Surface Science, vol 494, pp 959968, 2019 [61] Maryam Anwar, Zohra Nazir KayaniandAmna Hassan, "An insight of physical and antibacterial properties of Au-doped ZnO dip coated thin films," Optical Materials, vol 118, pp 111276, 2021 [62] Trung Hieu Nguyen, T Anh Thu Do, Hong Thai Giang et al., "Effect of metalsupport couplings on the photocatalytic performance of Au-decorated ZnO nanorods," Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol 31, no 17, pp 14946-14952, 2020 [63] Sulochanadevi Baskaran, "Structure and Regulation of Yeast Glycogen Synthase," 2010 75 [64] Vasanth Kumar, Gadipelli Srinivas, Barbara Wood et al., "Characterization of adsorption site energies and heterogeneous surfaces of porous materials," Journal of Materials Chemistry A, vol 7, 2019 [65] Miguel Martí, Belén FrígolsandÁngel Serrano-Aroca, "Antimicrobial Characterization of Advanced Materials for Bioengineering Applications," Journal of Visualized Experiments, pp e57710, 2018 [66] Hongshun Zhou, Haijiao Zhang, Yong Wang et al., "Self-assembly and template-free synthesis of ZnO hierarchical nanostructures and their photocatalytic properties," Journal of Colloid and Interface Science, vol 448, pp 367-373, 2015 [67] Anh-Tuan Vu, Thi Anh Tuyet Pham, Thi Thuy Tran et al., "Synthesis of Nano-Flakes Ag•ZnO•Activated Carbon Composite from Rice Husk as A Photocatalyst under Solar Light," Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis, pp 16, 2020 [68] Xiao Qu, Rong Yang, Fan Tong et al., "Hierarchical ZnO microstructures decorated with Au nanoparticles for enhanced gas sensing and photocatalytic properties," Powder Technology, vol 330, pp 259-265, 2018 [69] Chao Li, Ying Lin, Feng Li et al., "Synthesis and highly enhanced acetylene sensing properties of Au nanoparticle-decorated hexagonal ZnO nanorings," RSC Advances, vol 5, no 106, pp 87132-87138, 2015 [70] Abdulrahman Syedahamed Haja Hameed, Chandrasekaran Karthikeyan, Abdulazees Parveez Ahamed et al., "In vitro antibacterial activity of ZnO and Nd doped ZnO nanoparticles against ESBL producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae," Scientific Reports, vol 6, no 1, pp 24312, 2016 [71] Chunsheng Lei, Meng Pi, Chuanjia Jiang et al., "Synthesis of hierarchical porous zinc oxide (ZnO) microspheres with highly efficient adsorption of Congo red," Journal of Colloid and Interface Science, vol 490, pp 242-251, 2017 [72] Nana L Gavade, Abhijit N Kadam, Santosh B Babar et al., "Biogenic synthesis of gold-anchored ZnO nanorods as photocatalyst for sunlightinduced degradation of dye effluent and its toxicity assessment," Ceramics International, vol 46, no 8, Part A, pp 11317-11327, 2020 [73] K Sowri Babu, A Ramachandra Reddy, Ch Sujatha et al., "Synthesis and optical characterization of porous ZnO," Journal of Advanced Ceramics, vol 2, no 3, pp 260-265, 2013 [74] Houcine Bouzid, M Faisal, Farid A Harraz et al., "Synthesis of mesoporous Ag/ZnO nanocrystals with enhanced photocatalytic activity," Catalysis Today, vol 252, pp 20-26, 2015 [75] Adel A Ismail, Farid A Harraz, M Faisal et al., "A sensitive and selective amperometric hydrazine sensor based on mesoporous Au/ZnO nanocomposites," Materials & Design, vol 109, pp 530-538, 2016 [76] Yimin Jin, Shujie Jiao, Hongliang Lu et al., "Localized Surface PlasmonEnhanced Ultraviolet and Visible Photoresponse Based on ZnO Films with 76 Au Nanoparticles," Journal of Electronic Materials, vol 49, no 8, pp 44914497, 2020 [77] Olfa Bechambi, Wahiba NajjarandSami Sayadi, "The nonylphenol degradation under UV irradiation in the presence of Ag–ZnO nanorods: Effect of parameters and degradation pathway," Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, vol 60, pp 496-501, 2016 [78] Shweta Verma, B Tirumala Rao, J Jayabalan et al., "Studies on growth of Au cube-ZnO core-shell nanoparticles for photocatalytic degradation of methylene blue and methyl orange dyes in aqueous media and in presence of different scavengers," Journal of Environmental Chemical Engineering, vol 7, no 4, pp 103209, 2019 [79] Chong Yang, Jisheng Yu, Qingsong Li et al., "Facile synthesis of monodisperse porous ZnO nanospheres for organic pollutant degradation under simulated sunlight irradiation: The effect of operational parameters," Materials Research Bulletin, vol 87, pp 72-83, 2017 [80] Waleed E Mahmoud, A A Al-Ghamdi, S Al-Heniti et al., "The influence of temperature on the structure of Cd-doped ZnO nanopowders," Journal of Alloys and Compounds, vol 491, no 1, pp 742-746, 2010 [81] Minji Yoon, Ji-Eun Lee, Yu Jin Jang et al., "Comprehensive Study on the Controlled Plasmon-Enhanced Photocatalytic Activity of Hybrid Au/ZnO Systems Mediated by Thermoresponsive Polymer Linkers," ACS Applied Materials & Interfaces, vol 7, no 38, pp 21073-21081, 2015 [82] Marko G Popadić, Sanja R Marinović, Tihana M Mudrinić et al., "A novel approach in revealing mechanisms and particular step predictors of pH dependent tartrazine catalytic degradation in presence of Oxone®," Chemosphere, vol 281, pp 130806, 2021 [83] Paula Muñoz-Flores, Po S Poon, Conchi O Ania et al., "Performance of a Ccontaining Cu-based photocatalyst for the degradation of tartrazine: Comparison of performance in a slurry and CPC photoreactor under artificial and natural solar light," Journal of Colloid and Interface Science, vol 623, pp 646-659, 2022 [84] Martha Purnachander Rao, Jerry J Wu, Abdullah M Asiri et al., "Photocatalytic degradation of tartrazine dye using CuO straw-sheaf-like nanostructures," Water Science and Technology, vol 75, no 6, pp 14211430, 2017 [85] Hidayat Mohd Yusof, Rosfarizan Mohamad, Uswatun Hasanah Zaidan et al., "Microbial synthesis of zinc oxide nanoparticles and their potential application as an antimicrobial agent and a feed supplement in animal industry: a review," Journal of Animal Science and Biotechnology, vol 10, no 1, pp 57, 2019 [86] Mahadevamurthy Murali, Nataraj Kalegowda, Hittanahallikoppal G Gowtham et al., "Plant-Mediated Zinc Oxide Nanoparticles: Advances in the New Millennium towards Understanding Their Therapeutic Role in Biomedical Applications," vol 13, no 10, pp 1662, 2021 77 ... VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Phạm Thị Ánh Tuyết Đề tài luận văn: Nghiên cứu phương pháp pha tạp nano Au bề mặt cấu trúc ZnO dạng hoa tăng cường khả xúc tác quang khử khuẩn Chuyên ngành:... ĐỒNG Trần Thị Thúy ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Tên đề tài: Nghiên cứu phương pháp pha tạp nano Au bề mặt cấu trúc ZnO dạng hoa tăng cường khả xúc tác quang khử khuẩn Ngành: Hóa học Người hướng dẫn: PGS TS... Luận văn nghiên cứu phương pháp pha tạp hạt nano Au lên bề mặt ZnO nhằm lựa chọn phương pháp tối ưu tăng cường hiệu xúc tác quang khả kháng khuẩn vật liệu Vật liệu ZnO tổng hợp phương pháp thủy