chế tạo và nghiên cứu các tính chất vật lý của kim loại bạc có cấu trúc nanô

MỞ ĐẦU Cách đây hàng trăm năm, các nhà khoa học thế giới đã chứng minh được bạc có tính năng diệt khuẩn. Các đồ dùng ăn uống làm bằng bạc được sử dụng trong giới hoàng tộc, vua chúa để khử độc và chống bệnh ung thư. Nhà sinh vật học Robert O.Becker, tác giả của cuốn The Body Electric (năm 1970) cho rằng nếu hàm lượng bạc trong cơ thể người thấp hơn mức chuẩn sẽ làm giảm khả năng miễn dịch. Tổ chức FDA của Mỹ công nhận rằng bạc là kháng sinh tự nhiên và không có tác dụng phụ. Bạc hạn chế sự trao đổi chất và sự sinh sản của vi khuẩn cũng như phá vỡ màng tế bào của gần 650 loại vi khuẩn gây hại. Trong những năm gần đây, vật liệu nanô đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng dân dụng và thương mại. Những vật liệu này có các tính chất hóa học và vật lý vượt trội so với những vật liệu thông thường do kích thước của chúng rất nhỏ và diện tích bề mặt rất lớn. Trong số những vật liệu nanô đó, Ag nanô đã và đang thu hút nhiều sự quan tâm nghiên cứu do những ứng dụng tuyệt vời của nó trong các lĩnh vực như: diệt khuẩn và khử trùng, chất khử mùi, mĩ phẩm, dệt, chất xúc tác, cảm biến, vật liệu phức hợp nanô [10], [11], [13], [19]. Kỹ thuật nanô là kỹ thuật phân chia các phân tử bạc rất nhỏ đến mức dưới 100 nanômét. Khi ứng dụng bạc cần áp dụng kỹ thuật nanô bởi vì khi bạc ở dạng khối thì diện tích bề mặt của bạc sẽ nhỏ hơn diện tích bề mặt của miếng bạc đó ở kích thước nanô. Diện tích bề mặt càng tăng thì hiệu quả của bạc càng lớn. Vì vậy, khi bạc ở kích thước nanô, tác dụng của bạc tăng lên rất nhiều lần. Tuy nhiên, việc tạo nên và ổn định phân tử bạc ở dạng nanô vô cùng khó khăn và tốn kém do tính chất tập hợp và kết dính của các phân tử bạc. Vì vậy, kỹ thuật nanô – poly (sử dụng chất ổn định là các polyme) là một bước đột phá của công nghệ nanô để chống lại sự kết dính đó bằng cách bao phủ bề mặt các phân tử bạc bởi chất ổn định, giúp cho các phân tử bạc ở dạng nanô ổn định. Nhìn lại quá trình phát triển khoa học và công nghệ thời gian qua, có thể thấy rằng nghiên cứu về công nghệ nanô ở nước ta rất được coi trọng và nhanh chóng 1 triển khai thực hiện trong cả nước. Từ một vài nhóm các nhà vật lý khởi đầu bằng các nghiên cứu cơ bản về vật lý nanô, ngày nay chúng ta đã có nhiều tập thể nghiên cứu trong hầu hết các trường Đại học, Viện nghiên cứu Các nghiên cứu về lý thuyết, thực nghiệm và kể cả nghiên cứu ứng dụng về công nghệ nanô tập trung vào các đối tượng sau đây: vật liệu màng đa lớp, vật liệu bán dẫn và từ tính có cấu trúc nanô, ống nanô cacbon, vật liệu nanô composite, vật liệu xúc tác nanô, TiO 2 nanô [1], [2]. Các nội dung nghiên cứu trên được thực hiện ở các phòng thí nghiệm của Viện Vật lý và Ðiện tử, Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hóa học, Viện đào tạo quốc tế về khoa học vật liệu (ITIM), Viện Vật lý kỹ thuật, khoa Vật lý và trung tâm Khoa học Vật liệu (trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội), trường Đại học Công nghệ (Ðại học Quốc gia Hà Nội), khoa Vật lý và phòng thí nghiệm Công nghệ nanô (Đại học quốc gia TP.Hồ Chí Minh) và khoa Vật lý (trường Đại học Khoa học Huế). Những kết quả nghiên cứu gần đây tại khoa Vật lý, trường Đại học Khoa học Huế đối với các vật liệu như: TiO 2 nanô, Ag nanô, ZnO nanô, SiO 2 nanô, PZT nanô cho phép khẳng định Huế có khả năng tham gia vào lĩnh vực khoa học nanô. Vấn đề quan trọng là chọn được đối tượng vật liệu phù hợp và phát triển được những công nghệ chế tạo tiên tiến. Vi sóng là một kĩ thuật cấp nhiệt bằng việc tạo dao động phân tử ở tốc độ rất cao, khả năng cấp nhiệt nhanh và đồng nhất. Quá trình cấp nhiệt được thực hiện ngay bên trong mẫu. Ưu điểm chính của việc đưa vi sóng vào trong hệ phản ứng là tạo động học cho sự tổng hợp cực nhanh. Phương pháp này đơn giản và dễ lặp lại [9]. Với lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Chế tạo và nghiên cứu các tính chất vật lý của kim loại bạc có cấu trúc nanô” với mục tiêu tổng hợp keo bạc có cấu trúc nanô xuất phát từ nguồn nguyên liệu ban đầu là AgNO 3 trong công nghiệp bằng phương pháp vi sóng. Ứng dụng thương mại quan trọng mà hiện nay đã có cơ sở thực hiện là dùng keo bạc nanô phủ lên các bộ lọc gốm để xử lý nước. 2 Để đạt được mục tiêu đã đề ra, trong luận văn này chúng tôi tập trung giải quyết các vấn đề sau: - Tổng hợp keo Ag có cấu trúc nanô bằng phương pháp vi sóng sử dụng chất ổn định là PVP và SiO 2 theo thời gian chiếu xạ vi sóng và theo tỉ số mol của PVP/AgNO 3 và SiO 2 /AgNO 3 . Khảo sát đặc trưng, tính chất và hình dạng, kích thước của Ag nanô. - Chế tạo bộ lọc gốm xử lý nước bằng hỗn hợp đất sét – vỏ trấu có phủ keo Ag nanô. Kiểm tra khả năng diệt khuẩn E.Coli của Ag nanô. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. Giới thiệu về Ag kích thước nanô Ag tinh khiết (dạng khối) là một kim loại màu trắng, mềm, rất dễ dát mỏng, kết tinh thành hình lập phương và hình tám mặt. Ag tồn tại trong tự nhiên ở nhiều dạng khác nhau, phổ biến nhất là ở dạng khoáng quặng Argentine (đá bạc) Ag 2 S [17]. Bảng 1.1 mô tả các tính chất lý – hóa cơ bản của Ag. Bảng 1.1. Các tính chất lý – hóa của Ag. Số nguyên tử Trọng lượng nguyên tử Trọng lượng riêng Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ sôi Các trạng thái oxi hóa Hàm lượng có trong đất Hàm lượng có trong nước biển Hàm lượng có trong nước tinh khiết Hàm lượng có trong động vật Hàm lượng có trong thực vật Hàm lượng có trong cơ thể người 47 107,868 10,49 g/cm 3 960,5 0 C 2152 0 C Ag + , Ag 2+ , Ag 3+ (không ổn định) 0,03 – 0,9 mg/kg 0,04 µg/kg 0,13 µg/kg 6 µg/kg 0,01 – 0,5 mg/kg 1,1 mg/kg (trong xương) < 2,7 µg/l (trong máu) < 32 ng/g (trong gan) Ag ở kích thước nanômét tồn tại ở nhiều dạng cấu trúc (Hình 1.1), tùy thuộc vào các điều kiện hình thành cấu trúc Ag nanô như: nguyên liệu ban đầu, các dung môi để khử các ion Ag + , các chất ổn định, các hạt kim loại thêm vào và thời gian thực hiện phản ứng [4]. 4 Hình 1.1. Các dạng cấu trúc của Ag nanô. Hình 1.1 là các dạng cấu trúc của Ag nanô: + Thanh nanô, dây nanô (nanorod, nanowire) (Hình 1.1 a) . + Tấm nanô, đĩa nanô (nanosheet, nanoplate) (Hình 1.1 b). + Hạt nanô hình cầu, tinh thể nanô lập phương (spherical nanoparticle, cubic nanocrystal) (Hình 1.1 c). 1.2. Cơ chế hình thành cấu trúc Ag nanô Cơ chế hình thành cấu trúc Ag nanô bằng phương pháp vi sóng khi có mặt của chất ổn định PVP và các hạt kim loại thêm vào được mô tả ở hình 1.2. Các kim loại thêm vào như Pt (trong dung dịch H 2 PtCl 6 .6H 2 O) và Au (trong dung dịch HAuCl 4 .4H 2 O), chúng đóng vai trò là các hạt mầm trong việc hình thành cấu trúc Ag nanô. Ở trạng thái ban đầu, các hạt mầm đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành hình dạng ban đầu của các hạt nanô Ag với cấu trúc “vỏ – lõi”: “Ag – hạt mầm”. Trong khi đó PVP lại có vai trò quan trọng trong việc hình thành hình dạng sau cùng của cấu trúc nanô Ag. Khi nồng độ hạt mầm thấp kết hợp với nồng độ PVP cao, có sự ưu tiên hình thành các tinh thể nanô lập phương và các đĩa nanô đa giác. Khi nồng độ hạt mầm trung bình kết hợp với nồng độ PVP thấp, có sự ưu tiên hình thành các thanh nanô, dây nanô và các tấm nanô [4], [7]. a b c 5 Cơ chế hình thành các thanh nanô và dây nanô (sản phẩm nanô một chiều ): các thanh nanô Ag và dây nanô Ag mọc trên các hạt mầm là các song tinh thể và đa tinh thể có dạng 10 mặt với 10 mặt {111} (khối 10 mặt). Các lớp vỏ Ag có dạng 5 mặt với 5 mặt {100} mọc lên trên tâm mầm là khối 10 mặt. Quá trình mọc hạt theo hai phương đối diện <110> (phương trục của khối 10 mặt). Đường kính của thanh và dây nanô Ag được xác định thông qua đường kính của khối 10 mặt. Cơ chế hình thành các đĩa nanô và tấm nanô (sản phẩm nanô hai chiều): khi nồng độ PVP thấp và thời gian cấp nhiệt ngắn, các tấm mỏng nanô Ag với các mặt {111} ở bên trên và bên dưới các bề mặt được hình thành. Khi các tấm nanô được hình thành do sự trải rộng ra của các lớp ABCABC (có cấu trúc lập phương tâm mặt) theo ba phương <110>, PVP gắn vào các mặt {111}. Như vậy quá trình tham gia có tính lọc lựa của PVP không chỉ xuất hiện ở các mặt {100} (có năng lượng bề mặt thấp), mà còn xuất hiện ở các mặt {111} (có năng lượng bề mặt thấp nhất). Quá Hình 1.2. Cơ chế hình thành cấu trúc Ag nanô. 6 trình này phụ thuộc vào hình dạng của sản phẩm và các điều kiện thí nghiệm. Khi đó sự kết tinh của các hạt hình cầu rất thấp. Cơ chế hình thành các hạt nanô hình cầu và tinh thể nanô lập phương (sản phẩm nanô ba chiều): khi các khối 10 mặt phát triển thành các thanh và dây nanô thì các mặt {111} được giữ lại như 10 bề mặt mầm. Trong khi đó 5 mặt bên {100} bị khử đi do sự ưu tiên hấp thụ của PVP đối với các mặt {100}. Khi nồng độ PVP thấp, các mặt {111} không bị bao phủ, vì thế các thanh và dây nanô mọc trên các khối 10 mặt. Khi nồng độ PVP cao, PVP sẽ bao phủ đầy bề mặt các hạt mầm của cấu trúc “vỏ – lõi”, chính vì vậy mà các hạt hình cầu và các tinh thể lập phương có đối xứng cao sẽ được ưu tiên hình thành. Như vậy, hình dạng và kích thước của các cấu trúc nanô Ag phụ thuộc mạnh vào các thông số thực nghiệm như: nồng độ nguồn nguyên liệu ban đầu, nồng độ chất ổn định PVP, nồng độ hạt kim loại thêm vào và thời gian cấp nhiệt của phản ứng. Khi nồng độ PVP thấp và nồng độ hạt kim loại thêm vào vừa phải, có sự ưu tiên hình thành cấu trúc thanh và dây nanô. Khi nồng độ PVP cao hoặc nồng độ hạt kim loại thêm vào thấp, có sự ưu tiên hình thành các tinh thể nanô có cấu trúc lập phương. Ở thời gian cấp nhiệt trên 3 phút, có sự ưu tiên hình thành các thanh và dây nanô và các đơn tinh thể lập phương do có sự ưu tiên hấp phụ của PVP xuất hiện ở các mặt {100}. Ở thời gian cấp nhiệt ngắn, có sự ưu tiên hình thành của các tấm nanô do có sự ưu tiên hấp phụ của PVP xảy ra ở các mặt {111}. 1.3. Ứng dụng của Ag nanô Mặc dù việc sử dụng Ag để tiệt trùng đã được biết đến cách đây hơn 5000 năm, nhưng mãi đến năm 1893 các nghiên cứu ở Thụy Sĩ mới chứng tỏ được rằng các ion Ag + có khả năng tiêu diệt tảo, nấm, mốc, virus, vi khuẩn và nhiều vi sinh vật khác ngay cả khi nồng độ của ion Ag + thấp. Từ cuối thế kỉ 19 đến đầu thế kỉ 20, Ag được xem là chất kháng sinh tự nhiên hữu hiệu dùng để ngăn ngừa và tiêu diệt các mầm bệnh. Tiệt trùng và diệt khuẩn là đặc tính đặc biệt của Ag nanô. Ag có khả năng làm trì hoãn sự phát triển của màng các vi sinh vật. 7 Tuy hiệu quả sử dụng của Ag vẫn rất lớn cho dù ở nồng độ rất thấp, nhưng khi kích thước hạt nhỏ hơn sẽ làm cho diện tích bề mặt hạt tăng lên, điều đó cũng có nghĩa là hiệu quả tác dụng của Ag khi tiếp xúc với các vi sinh vật sẽ tăng lên đáng kể so với các hạt lớn hơn. Trong trường hợp các hạt Ag có kích thước nanô trong khoảng từ 5 – 100 nm thì diện tích bề mặt hạt là rất lớn [13]. Hiện nay, chúng ta đã thấy sự xuất hiện rộng rãi của Ag nanô trong các sản phẩm của đời sống hằng ngày từ các sản phẩm xây dựng, nội thất (sơn, vật liệu dán tường, trần nhà, lớp phủ kính), dụng cụ y tế (băng gạt), dụng cụ cá nhân (bàn chải và kem đánh răng, khẩu trang, miếng lót giày), đồ gia dụng (bình lọc nước, tủ lạnh, máy điều hòa, máy giặt, máy rửa, máy hút bụi, lớp phủ xoong, nồi, chảo), đồ cho trẻ em (núm vú giả, bình sữa, ca uống nước), mĩ phẩm (kem chống nắng, kem trị mụn), vật liệu bao bì thực phẩm [16] Các sản phẩm chứa Ag còn được sử dụng trong các bệnh viện, khách sạn như trong hệ thống phân phối nước nhằm khống chế các tác nhân lây nhiễm như Legionella. Ag còn được dùng để tiệt trùng nguồn nước uống tái sinh trên các tàu con thoi, trạm không gian. Trong những năm gần đây, y học đã bắt đầu chú ý đến nó. Các nghiên cứu bắt đầu quan tâm tìm hiểu cơ chế diệt khuẩn, khả năng phá hủy cơ chế hoạt động của tế bào vi sinh. Trong suốt thập kỉ trở lại đây, việc nghiên cứu tạo ra các chất diệt khuẩn để xử lí nước sử dụng quặng zeolit tự nhiên và tổng hợp, các màng polyme và các ion kim loại đã được thực hiện [10]. Hình 1.3. Khi kích thước hạt được phân chia rất nhỏ thì diện tích bề mặt hạt tăng lên rất lớn. 8 Như vậy có thể nói rằng sản phẩm ứng dụng từ Ag nanô là sản phẩm có tính thương mại nhất trong số các vật liệu ứng dụng khác, rất dễ tìm thấy trong nhiều lĩnh vực ứng dụng. Các sản phẩm này có liên quan mật thiết đến đời sống hằng ngày. Đây còn là vật liệu ưu việt cho sức khỏe con người và môi trường. Tình trạng nguồn nước bị nhiễm bẩn đã đến mức báo động trầm trọng không chỉ đối với các nguồn nước tự nhiên mà còn cả nguồn nước sinh hoạt hằng ngày. Nước là môi trường thuận lợi phát sinh của nhiều mầm bệnh. Sự có mặt của các vi sinh vật là dấu hiệu của nguồn nước bị nhiễm bẩn. Ở nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam, hơn 80% các căn bệnh có nguyên nhân do nguồn nước sinh hoạt bị nhiễm khuẩn. Việc tiêu diệt và ngăn ngừa các mầm bệnh vi sinh trong nước sinh hoạt đóng vai trò quan trọng trong vấn đề xử lí nước [10]. Các hạt nanô có kích thước rất nhỏ với diện tích bề mặt rất lớn nên có tính phản ứng rất cao. Đặc tính ưu việt của kim loại bạc có cấu trúc nanô là khả năng diệt khuẩn rất tốt. Chính vì vậy, việc chế tạo kim loại bạc có cấu trúc nanô để xử lí nước là rất cần thiết. Chính vì vậy trong luận văn này chúng tôi đã ứng dụng keo Ag nanô tổng hợp được để xử lý nước bằng bộ lọc gốm có phủ keo Ag nanô. 1.4. Tình hình nghiên cứu Ag nanô Ứng dụng của Ag nanô đã được biết đến từ rất lâu nhưng việc chế tạo Ag nanô chỉ mới được tập trung nghiên cứu bắt đầu từ những năm 90, đặc biệt là vào những năm đầu của thế kỉ 21. Theo Kirti Patel và các cộng sự, các hạt Ag nanô có kích thước trung bình từ 15 đến 30 nm, có dạng đa diện với cấu trúc lập phương tâm mặt được tổng hợp từ nguồn nguyên liệu ban đầu là AgNO 3 , sử dụng dung môi là ethylene glycol và glycerol bằng phương pháp vi sóng. Các tác giả Ấn Độ này đã thực hiện phản ứng với thời gian rất ngắn, chỉ trong 45 giây chiếu xạ vi sóng [6]. Cũng bằng phương pháp vi sóng, nhưng Ying Jie Zhu và Xian Luo Hu lại xuất phát từ Ag 2 O trong dung môi ethanedithiol với thời gian thực hiện phản ứng là 10 phút. Hai tác giả Trung Quốc này đã thu được sản phẩm Ag nanô có cấu trúc dây 9 dài khoảng vài micrômét, có đường kính 40 – 120 nm, có tỉ số mặt 20 – 140 và cấu trúc thanh với chiều dài ngắn hơn, có tỉ số mặt nhỏ hơn 20 [9]. Theo các tác giả Nhật Bản, Masaharu Tsuji và các cộng sự cũng đi từ AgNO 3 với dung môi ethylene glycol, với sự có mặt của các hạt Pt và chất ổn định PVP bằng phương pháp vi sóng trong thời gian vài phút. Tùy theo nồng độ của Pt, PVP, AgNO 3 hay thời gian chiếu xạ vi sóng mà sản phẩm Ag nanô thu được có hình dạng và kích thước khác nhau từ các sản phẩm nanô một chiều (thanh nanô và dây nanô), hay các sản phẩm nanô hai chiều (tấm nanô và đĩa nanô) cho đến các sản phẩm nanô ba chiều (các hạt nanô hình cầu hay tinh thể nanô lập phương) [5]. Nhóm tác giả I.P.Santos và các cộng sự lại sử dụng dung môi khử là N – dimethylformamide (DMF), chất ổn định là 3 – aminopropyltrimethoxysilane (APS) đã chế tạo Ag nanô với cấu trúc “vỏ – lõi”, kích thước hạt 20 nm có lớp vỏ mỏng SiO 2 5nm phủ trên bề mặt hạt [8]. Nhóm tác giả ở đại học Pari 6 lại dùng phương pháp phân ly các ion Ag + bằng cách chiếu xạ tia X (bước sóng 0,1605 µm) trong thời gian từ 1 đến 13 giờ. Nhóm tác giả này đi từ Ag 2 SO 4 , với sự có mặt của axit behenic C 21 H 43 COOH và cloroform CHCl 3 , thu được màng Ag nanô dày khoảng 9 nm [20]. Như vậy, những phương pháp tổng hợp Ag nanô kể trên đều có nhược điểm là đi từ các chất đắt tiền, ít phổ biến trên thị trường, thiết bị để tổng hợp trong điều kiện ở trường Đại học Khoa học Huế không thể đáp ứng được. Trong luận văn này, chúng tôi tổng hợp vật liệu Ag kích thước nanô bằng phương pháp vi sóng, sử dụng chất ổn định mới là SiO 2 . 1.5. Các phương pháp tổng hợp Ag nanô Có rất nhiều phương pháp được sử dụng để chế tạo Ag nanô như: phương pháp siêu âm, vi sóng, thủy nhiệt, sol-gel, khử điện hóa và quang hóa, chiếu xạ tia γ và tia điện tử, lắng đọng bằng xung laser, lắng đọng hơi hóa học Trong phần này, chúng tôi chỉ trình bày một số phương pháp chế tạo Ag nanô như: phương pháp siêu âm, phương pháp thủy nhiệt và phương pháp vi sóng. Đây cũng là các phương pháp chủ yếu của công nghệ nanô. 10 [...]... được nghiên cứu phụ thuộc vào các thông số chế tạo như: nồng độ của muối kim loại, nồng độ của dung môi khử, nồng độ của chất ổn định, nhiệt độ phản ứng và thời gian phản ứng Đỉnh của phổ hấp thụ UV – vis của keo Ag nanô phụ thuộc có quy luật vào các thông số trên Vị trí đỉnh của phổ hấp thụ phản ánh về hình dạng và kích thước của các hạt Các nghiên cứu lý thuyết cho thấy rằng, đối với các hạt có kích... cacbon và than hoạt tính [14] Các vật liệu dùng để phủ lên bộ lọc nước: Phần lớn dựa vào khả năng diệt khuẩn của các vật liệu nanô như: màng cacbon nanô, sợi Al nanô, các hạt TiO nanô có khả năng hấp phụ, các lớp TiO 2 nanô có tính quang xúc tác và diệt khuẩn, các hạt từ nano, Ag nano [14] Có thể nói rằng với sự phong phú và đa dạng của các bộ lọc nước cũng như các vật liệu phủ lên bộ lọc mà có rất... ở các hốc nhỏ này Chính vì vậy mà các bộ lọc gốm được phủ keo Ag nanô có thể được dùng làm các bộ lọc xử lý nước dựa vào tính năng diệt khuẩn của Ag nanô (Hình 2.4 và Hình 2.5) 26 Hình 2.4 Bộ lọc gốm dạng bình đã phủ keo Ag nanô Hình 2.5 Bộ lọc gốm dạng đĩa đã phủ keo Ag nanô CHƯƠNG 3 27 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc trưng, tính chất của keo Ag nanô Hình dạng, kích thước và tính chất của hạt Ag nanô. .. thế PVP giúp khống chế sự phát triển của các hạt Ag Khi các hạt có kích thước khác nhau va chạm với một hạt khác, chúng sẽ kết tụ lại với nhau Các ion có xu hướng bị giải phóng từ bề mặt của các hạt nhỏ hơn và gắn vào bề mặt của các hạt lớn hơn Chính vì vậy, để làm giảm khả năng va chạm giữa các hạt và hạn chế sự kết tụ của các hạt chúng ta cần phải sử dụng chất ổn định như polyme và các dung môi hữu... rất nhiều nhà nghiên cứu sử dụng để chế tạo các vật liệu có cấu trúc nanô Trong vài năm gần đây, người ta đã đưa ra định nghĩa đầy đủ về phương pháp thủy nhiệt như sau: “thủy nhiệt là sự tiến hành các phản ứng hóa học với sự có mặt của một dung môi (có thể là nước) trong một hệ kín ở điều kiện trên nhiệt độ phòng và áp suất lớn hơn 1atm” Bởi vì thủy nhiệt có những đặc tính vật lý đặc biệt có thể làm cho... hiệu suất hình thành của các hạt nanô Ag có cấu trúc hình cầu tăng lên Độ rộng của phổ hấp thụ hẹp hơn là do kích thước của các hạt nanô Ag giảm Điều này là do nồng độ của chất ổn định PVP cao nên có sự ưu tiên hình thành các hạt nanô hình cầu Kết luận: khi gia tăng nồng độ chất ổn định PVP sẽ hạn chế sự phát triển kích thước của các hạt Hình 3.7 Keo Ag nanô thu được với tỉ số mol của PVP/AgNO3 từ 0,625... CH3COCOCH3 20 Vai trò của chất ổn định PVP: PVP là hợp chất cao phân tử được tạo ra từ các đơn phân tử N - Vinylpyrrolidone, tan được trong nước và các dung môi có cực Đây là một đồng polyme chứa các nhóm imit Các nguyên tử N và O của nhóm có cực này liên kết với các ion Ag + và kim loại Ag, do đó PVP dùng để khử các ion Ag+ Nếu quá trình khử xảy ra nhanh thì kích thước các hạt sẽ bị hạn chế tốt hơn Vì thế... hướng dịch chuyển về vùng có bước sóng dài hơn (vùng bước sóng đỏ) Sự hấp thụ tăng thể hiện lượng hạt nanô Ag tăng Vị trí đỉnh của phổ hấp thụ ổn định chứng tỏ không có hạt mới nào hình thành [6] Phổ hấp thụ UV – vis của keo Ag nanô phụ thuộc mạnh vào hình dạng và kích thước của cấu trúc Ag nanô Phổ hấp thụ của các hạt nanô Ag có cấu trúc hình cầu với đường kính từ 20 – 40 nm có các đỉnh phân bố tại bước... thước nanômét sẽ có sự thay đổi theo tỷ lệ phản xạ ánh sáng và chuyển sang màu vàng (Gold colour) Màu vàng của Ag nanô là màu của Ag qua khúc xạ quang học dưới dạng phân tử nanô 32 Hình 3.5 minh họa cho trường hợp của polyurethane (PU) có phủ Ag nanô Hình 3.5 Ảnh thu được từ kính hiển vi quang học của PU (màu trắng) và của PU có phủ Ag nanô (màu vàng) 3.1.2 Khảo sát theo tỉ số mol của PVP/AgNO3 và tỉ... trong các lĩnh vực như: tổng hợp những vật liệu phức tạp, chế tạo vật liệu có cấu trúc nanô, tách kim loại ra khỏi quặng… 13 Phương pháp thủy nhiệt dựa trên sự phản ứng của các pha không đồng nhất đối với các tinh thể khan tại nhiệt độ và áp suất cao ngay trong dung dịch Về nguyên tắc, phản ứng thủy nhiệt chỉ xuất hiện trong các mẫu dung dịch chất lỏng Lý thuyết của phản ứng thuỷ nhiệt dựa trên các quá . chúng tôi chọn đề tài: Chế tạo và nghiên cứu các tính chất vật lý của kim loại bạc có cấu trúc nanô với mục tiêu tổng hợp keo bạc có cấu trúc nanô xuất phát từ nguồn nguyên liệu ban đầu là. có tính phản ứng rất cao. Đặc tính ưu việt của kim loại bạc có cấu trúc nanô là khả năng diệt khuẩn rất tốt. Chính vì vậy, việc chế tạo kim loại bạc có cấu trúc nanô để xử lí nước là rất cần. cấu trúc Ag nanô Cơ chế hình thành cấu trúc Ag nanô bằng phương pháp vi sóng khi có mặt của chất ổn định PVP và các hạt kim loại thêm vào được mô tả ở hình 1.2. Các kim loại thêm vào như Pt