0732 nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano kim loại đồng luận văn tốt nghiệp

1 MỤCLỤC Mụclục I Danh mụcviếttắt IV Danh mụccácbảng V Danh mụccáchnh VI MỞĐẦU 1 Đặtvấnđề Nộidungchínhcủaluậnán Ýnghĩakhoahọcvà thực tiễn CHƢƠNG1:TỔNG QUAN 1.1 Giớithiệuvềhạtnanokimloại .4 1.1.1 Nhữngtínhchấtđặctrưngcủahạtkimloạinano 1.1.1.1 Diệntíchbềmặtlớn,hoạttínhxúctác 1.1.1.2 Tínhchấtquanghọc,hiệntưngcộng hưởngPlasmonbềmặt 1.1.2 Tổng h phạtnanokimloại .9 1.1.2.1 Từtrênxuống(TopDown) .9 1.1.2.2 Từdướilên(BottomUp) 10 1.1.2.3 Tổngh pdungdichkeo 10 1.1.3 Sựổnđịnhhạtkimloại nano 11 1.1.3.1 Sựổnđịnh tĩnhđiện 11 1.1.3.2 Sựổnđịnhkhnggian .12 1.1.4 Tổng quanvềvậtliệukimloạiđồngnano 13 1.1.4.1 Tổngquantìnhhình nghiêncứuvề đồng nano 13 1.1.4.2 Tổngquantìnhhìnhnghiêncứutrongvàngồinước 14 a Tìnhhìnhnghiêncứutrongnước 15 b Tìnhhìnhnghiêncứungồinước 15  Phươngphápphânhủynhiệt 15  Phươngpháppolyol cósự hỗtrc ủ a nhiệtvi sóng 16  Phươngphápkhử qua2bước 18  Phươngpháptổnghpcósựhỗtrc ủ a sóngsiêuâm 20  Phươngphápđiệnhóa 20  Phươngphápkhửhóa học .22 1.1.4.3 Hoạttính sinhhọccủa đồngnano .24  Cơsởđịnhhướng chonhữngnộidungcủa luậnán 30 CHƢƠNG2:THỰCNGHIỆM 33 2.1 Đốitưngvàphươngphápnghiêncứu 33 2.1.1Đốitư ngnghiêncứu 2.2 Chếtạodung dịch keođồng nano 34 2.2.1 Điều chếtiềnchấtđồngoxalat .34 2.2.2 Tổng hpdungdịchkeo đồng nanotừ tiềnchấtđồngoxalat 35 2.2.3 Tổng hpdungdịchkeo đồng nanotừ tiềnchấtđồngnitrat .35 2.2.4 Tổng hpdungdịchkeo đồng nanotừ tiềnchấtđồngclorua 36 2.2.5 Tổng h pdungdịchkeo đồng nanotừtiềnchấtđồngsunfat 36 2.3 Khảosáthoạttínhkhángvàdiệtnấmhồngcủađồngnano 36 2.3.1 Khảo sáthoạt tínhkhángnấmhồng .36 2.3.1.1 Phươngphápphânlập,nuôicấynấmhồng,lưutrữnấmđểxácđịnh hiệulựcthuốc 37 a Đốitưng 37 b Phươngpháp .37 c Nuôicấynấm .39 2.3.1.2 Thửhoạttínhkhángnấmhồng 39 2.3.2 Khảo sáthoạttínhdiệtnấmhồng 40 2.4 Cácphươngphápphântíchvậtliệuđồngnano .41 2.4.1 Hiển viđiện tửtruyềnqua(TEM) 41 2.4.2 NhiễuxạtiaX(XRD) 41 2.4.3 Quangphổ UV–Vis .42 CHƢƠNG3:KẾTQUẢVÀTHẢOLUẬN 43 3.1 Kếtquảtổnghpdungdịchkeođồngnanotừ tiềnchấtđồngoxalat .43 3.1.1 Kếtquảtổng hp đồngoxalat 44 3.1.2 Khảo sátcácyếu tốảnhhưởng đếnkích thướchạt đồngnano 46 3.1.2.1 Ảnhhưởngcủanhiệtđộ 46 3.1.2.2 Ảnhhưởngcủatỉlệkhốilư ngCuC2O4/PVP .49 3.1.2.3 ẢnhhưởngpH 53 3.2 Kếtquảtổnghpdungdịchkeođồngnanotừ tiềnchấtmuốiđồng 57 3.2.1 Kếtquảtổnghpdungdịchkeođồngnanotừ tiềnchấtđồngnitrat 57 3.2.1.1 Ảnhhưởngcủanồngđộchấtkhử .57 3.2.1.2 Ảnhhưởngcủanhiệtđộ 60 3.2.1.3 ẢnhhưởngcủatỉlệCu(NO3)2/PVP 63 3.2.1.4 Khảosát qtrìnhtổnghpdungdịch keo đồngnanovớisựcómặt củatrinatricitrat .68 a Ảnhhưởngcủahàmlưngtrinatricitrat 68 b ẢnhhưởngcủatỉlệCu(NO3)2/PVPkhicómặttrinatricitrat 71 3.2.2 Kếtquảtổng hpdungdịchkeo đồng nanotừ tiềnchấtđồngclorua 73 3.2.2.1 Cơsởquátrìnhtổngh pđồngnanotừtiềnchấtđồngclorua 73 3.2.2.2 Khảosátcácyếutốảnhhưởngđến kíchthướchạt đồngnano .74 a Ảnhhưởngcủa nhiệtđộ .74 b Ảnhhưởngcủanồngđộchấtkhử 75 c Ảnhhưởngcủa hàmlưng trinatricitrat 79 d ẢnhhưởngcủatỉlệCuCl2/PVPkhicómặtTSC .83 e NghiêncứuqtrìnhtổnghpđồngnanovớisựcómặtcủaTSC 85 3.2.3 Kếtquảtổnghpdungdịchkeođồngnanotừ tiềnchấtđồngsulfat 88 3.2.3.1 Cơsởquátrìnhtổngh pđồngnanotừtiềnchấtđồngsulfat 88 3.2.3.2 Nghiêncứucácyếutốảnhhưởngtớikíchthướchạtđồngnano 89 a Ảnhhưởngcủanồngđộchấtkhử 89 b Ảnhhưởngcủanhiệtđộ 92 c ẢnhhưởngcủatỷlệAA/Cu2+ 95 d ẢnhhưởngcủatỷlệCTAB/Cu2+ 97 e ẢnhhưởngcủatỷlệCu2+/PVPkhicómặtCTAB 99 3.2.3.3 KếtquảXRD 102 3.2.3.4 Khảosátđộổn địnhcủadungdịch keođồngnano .106 3.3 Kếtquảthử nghiệmkhảnăngkhángvàdiệtnấmhồng 109 3.3.1 Khảnăngkhángnấmhồng 109 3.3.2 Khảnăngdiệtnấmhồng 112 KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ .118 KẾTLUẬN .116 KIẾNNGHỊ .117 DANHMỤCCÁCCƠNGTRÌNHCƠNGBỐ .118 CÔNGBỐQUỐCTẾ 118 CÔNGBỐTRONGNƯỚC 118 TÀILIỆUTHAMKHẢO 122 DANHMỤC CÁCTỪVIẾTTẮT - PVA:Polyvinylalcol - PVP:Polyvinylpyrrolidone - HH:Hydrazinhydrat - CTAB:CetyltrimethylAmmoniumBromide - UV-Vis:Ultraviolet–Visible - XRD:X-raydiffraction - TEM:Transmissionelectron microscopy - BDT:Benzildiethylentriamin - SLS:Sodiumlaurylsulfat - HDEHP:Bisethylhexylhydrogenphosphate - DLS:Dynamiclightscattering - EDTA:Ethylendi-aminetetraacetate - SFS:Sodiumformaldehydesulfoxylate - PEG:Polyethylenglycol - Cu(acac)2:Copper(II)acetylacetonate - TSC:Trinaitrictrat - AA:AcidAscorbic DANHMỤC CÁCBẢNG Bảng1.1: Cáccơngtrìnhthựchiệntổngh p nanođồngbằngphươngpháp khửhóahọc 22 Bảng3.1:Sốliệutổng hpdungdịchkeo đồng nanotheotỉlệCuC2O4/PVP 50 Bảng3.2:Sốliệu tổnghpdungdịchkeo đồng nanotheopH 53 Bảng3.3:Sốliệu tổnghpdungdịchkeonanođồngtheotỉlệCu(NO3)2/PVP 63 Bảng3.4:Tómtắt kết quảqtrìnhtổng hp đồngnanotừtiềnchấtđồng oxalatvàđồngnitrat 66 Bảng3.5:Kếtquảmẫu tổnghp đồngnanokhicóvà khơngcó trinatricitrat 70 Bảng3.6:Tómtắt kết quảqtrìnhtổng hp đồngnanotừtiềnchất muối đồngnitratvàđồngcloruatronghệhaichấtbảovệ 86 Bảng3.7:Tómtắt kết quảqtrìnhtổng hp đồngnanotừtiềnchất muối đồngnitrat,đồngcloruavàđồngsulfat .103 Bảng3.8:Khảnăngứcchếsinhtrưởngnấmhồngcủađồngnanoởnhữngnồng độkhácnhau 109 DANHMỤCCÁCHÌNH Hình1.1:Sựphânbốcủacácnguntửtrênbềmặtsovớitổngnguntửcótrongcáchạt .5 Hình1.2:Sựsaođộngplasmoncủacáchạthìnhcầudướitácđộngcủađiệntrườngánhsán g Hình 1.3: Sự thay đổiphổ bướcsónghấpthu UV–Vis củacáchạtcó kích thướckhácnhau Hình1.4: PhổUV–Vis củaquekimloạivàngnano .9 Hình 1.5: Sự ổn định điện hạt nano kim loại Lực hút Van der Waals bị triệt tiệuhìnhthànhlựcđẩytĩnhđiệncủacáchạtnanokhihấpthucácionlênbềmặt 12 Hình1.6: Sựổnđịnh khơnggiancủahạtnanobởichấtbảovệ 13 Hình1.7:Sơđồquátrìnhtổnghpđồngnanotheophươngphânhủynhiệt16 Hình1.8: Cơchếquátrìnhtổnghpđồng nanobằngphươngphápkhửqua haibước 19 Hình1.9: Sơđồvàcơ chếhìnhthànhhạt đồngnano bằngphương phápkhửđiệnhóa 21 Hình2.1:Mẫuđồngoxalat 34 Hình2.2:QuytrìnhphânlậpnấmCorticiumsalmonicolor 38 Hình3 1: C c hế h ì n h t h n h s ự ổ n đ ịn hc đ ồn gna no đư ctổ ng h pt t i ề n chấ tđồngoxalattrong chấtbảovệPVP 44 Hình3.2: Giảnđồ nhiễuxạtiaX(XRD)của mẫuđồngoxalat .44 Hình3.3: ẢnhFE–SEMc ủ a mẫuđồngoxalat 45 Hình3.4: DTA/TGcủađồngoxalat 46 Hình 3.5: Phổ UV–Vis (a) đồng oxalat, (b) đồng nano + đồng oxalat (nhiệt độ220oC), (c)đồngnano (230oC) 47 Hình3.6:ẢnhTEMvàgiảnđồphânbốkíchthướchạtđồngnanođưctổnghpởnhiệtđộ23 0oC 48 Hình3.7:ẢnhTEMvàgiảnđồphânbốkíchthướchạtđồngnanođưctổnghpởnhiệtđộ24 0oC .48 Hình3.8:Giảnđồ nhiễuxạtiaX(XRD)của mẫuđồngnano 49 Hình3.9:Ảnhcácmẫuđồngnanođưctổng hptheotỉlệhàmlưng CuC2O4/PVP 50 Hình3.10:PhổUV–Viscủadung dịchkeođồngnanotheotỉlệ CuC2O4/PVP 51 Hình3.11: Ảnh TEMvà giảnđồphân bố kíchthước hạtđồngnanođư c tổngh pởtỉlệkhốilư ngCuC2O4/PVP=1% 51 Hình3.12: Ảnh TEMvà giảnđồphân bố kíchthước hạtđồngnanođư c tổngh pởtỉlệkhốilưngCuC2O4/PVP=5% 52 Hình3.13: Ảnh TEMvà giảnđồphân bố kíchthước hạtđồngnanođư c tổngh pởtỉlệkhốilư ngCuC2O4/PVP=9% 52 Hình3.14:Ảnhcácmẫudungdịchkeo đồngnanođưctổng hptheo PH 54 Hình3.15:PhổUV–Viscủadungdịchkeođồngnanođưc tổnghptheopH .54 Hình3.16:ẢnhTEMvàgiảnđồphânbốkích thướchạtđồngnano 55 đưctổngh ptạipH=9 .55 Hình3.17:ẢnhTEMvàgiảnđồphânbốkíchthướchạtđồngnanođưctổnghptạipH=1 55 Hình3.18:ẢnhTEMvàgiảnđồphânbốkíchthướchạtđồngnanođưctổnghptạipH= 12 55 Hình 3.19a: Sự ổn định tiền chất hạt nhân cho trình phát triển hạt nano đồng 56Hình3.19b:Cơchếhìnhthànhhạtnanođồng(A)dạngcầuvàvng,(B) dạngque .57 Hình3.20:Ảnhcácmẫuđồngnanođưctổnghptheonồngđộchấtkhửhydrazinhydratlầ nlư tlà0,1; 0,2;0,3;0,5M 58 Hình3.21:PhổUVViscủadungdịchđồngnanođưctổnghptheonồngđộchấtkhửhydrazinhydratM 1(0,1 M), M2(0,2M),M3(0,3M),M4(0,5M) 58 Hình3.22:ẢnhTEMvà biểuđồsựphânbốkíchthướchạtđồ ng nanođưctổnghp vớinồngđộ chấtkhửhydrazinhydrat0,1M(M1) .59 Hình3.23:ẢnhTEMvà biểuđồsựphânbốkíchthướchạtđồ ng nanođưctổnghp với nồngđộ chấtkhửhydrazinhydrat0,2M(M2) 59 Hình3.24:ẢnhTEMvà biểuđồsựphânbốkíchthướchạtđồ ng nanođưctổnghp vớinồngđộ chấtkhửhydrazinhydrat0,5M(M4) .60 Hình3.25:Ảnhcácmẫuđồngnanođưctổnghptheonhiệtđộkhácnhaulầnlưtlà110oC,12 0oC,130oC,150oC,160oC 61 Hình3.26:PhổUV-Viscủadungdịch đồngnanođưctổng hptheonhiệtđộ 61 Hình3.27:ẢnhTEMvàbiểuđồphânbốkíchthướchạtđồngnanođưctổnghptạinhiệt độ 110oC .62 Hình3.28:ẢnhTEMvàbiểuđồphânbốkíchthướchạtđồngnanođưctổnghptạinhiệt độ 130oC .62 Hình3.29:ẢnhTEMvàbiểuđồphânbốkíchthướchạtđồngnanođưctổnghptạinhiệtđộ 150oC 62 Hình3.30:Ảnh cácmẫuđồngnanođưc tổng hp theotỉlệ Cu(NO3)2/PVPtừ1÷ % 64 Hình3.31:PhổUV-Viscủadungdịchđồngnanođưctổngh ptheotỉlệCu(NO3)2/PVPtừ1÷9% 64 Hình3.32:ẢnhTEMvà biểuđồsựphânbốkíchthướchạtđồ ng nanođưctổnghpt heotỉlệCu(NO3)2/PVP=1% 65 Hình3.33:ẢnhTEMvà biểuđồsựphânbốkíchthướchạtđ ồn g nanođưctổnghpt heotỉlệCu(NO3)2/PVP=3% 65 Hình3.34:ẢnhTEMvà biểuđồsựphânbốkíchthướchạtđồ ng nanođưctổnghpt heotỉlệCu(NO3)2/PVP=7 % 65 Hình3.35:GiảnđồXRDcủamẫuđồngnanotổnghptừtiềnchấtCuNO3 66 Hình3.36:Ảnhcácmẫudungdịchkeođồngnanođượctổnghợptheohàmlượngtrina tricitrat/Cu(NO3)2lầnlượtlà0,0;0,1; 0,25 68 Hình3.37:PhổUV-Viscủadungdịchkeođồngnanotheohàmlượng trinatricitrat 69 Hình3.38:ẢnhTEMvàbiểuđồphânbốkíchthướchạtđồngnanođượctổnghợpkhicó mặttrinatricitrattheotỉlệtrinatricitrat/Cu(NO3)2=0,5 .69 Hình3.39:ẢnhTEMvàbiểuđồphânbốkíchthướchạtđồngnanođượctổnghợpkhicó mặttrinatricitrattheotỉlệtrinatricitrat/Cu(NO3)2=1,0 .70 Hình3.40:ẢnhcácmẫuđồngnanođượctổnghợptheotỉlệCu(NO 3)2/ PVPtừ1÷15%khicómặttrinatricitrat .71 Hình3 : P h ổ U V V i s c ủ a d u n g d ị c h k e o đ n g n a n o đ ợ c t ổ n g h ợ p t h e o t ỉ l ệ Cu(N O3)2/PVPtừ1÷ 15%khicómặt TSC 72 Hình3.42:ẢnhTEMvà biểuđồsựphânbốkíchthướchạtđồngnanođượctổngh ợpkhicó mặt TSCtheotỉlệCu(NO3)2/PVP=5% 72 Hình3.43:ẢnhTEMvà biểuđồsựphânbốkíchthướchạtđồngnanođượctổngh ợpkhicó mặt TSCtheotỉlệCu(NO3)2/PVP=9% 73 Hình3.44:Ảnhcácmẫuđồngnanođượctổng hợptheo nhiệtđộ 74 Hình3.45:PhổUV– Viscủadungdịchkeođồngnanođượctổnghợptheonhiệtđộtừ100÷160oC 75 Hình3.46:Ảnhcácmẫuđồngnanođượctổng hợptheo nồngđộchất khử 76 Hình3.47:PhổUVViscủadungdịchkeođồngnanođượctổnghợptheonồngđộchấtkhửhydra zinhydrattừ0,1÷0,7M 76 Hình3.48:ẢnhTEMvàbiểuđồsựphânbốkíchthướchạtđồ ng nanođượctổngh ợpvới nồngđộ chấtkhửhydrazinhydrat0,2M 77 Hình3.49:ẢnhTEMvàbiểuđồsựphânbốkíchthướchạtđồ ng nanođượctổngh ợpvới nồngđộ chấtkhửhydrazinhydrat0,5M 77 Hình3.50:ẢnhTEMvàbiểuđồsựphânbốkíchthướchạtđồ ng nanođượctổngh ợpvới nồngđộ chấtkhửhydrazinhydrat0,7M 78