Trang 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRẦN THỊ THỰC KHẢO SÁT CÁC THƠNG SỐ ẢNH HƯỞNG LÊN KÍCH THƯỚC CỦA HẠT NANO VÀNG DẠNG CẦU CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI MẦM Ở NHIỆT ĐỘ PH
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRẦN THỊ THỰC KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG LÊN KÍCH THƯỚC CỦA HẠT NANO VÀNG DẠNG CẦU CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI MẦM Ở NHIỆT ĐỘ PHÒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ: VẬT LÝ CHẤT RẮN Thái Nguyên, năm 2022 i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRẦN THỊ THỰC KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG LÊN KÍCH THƯỚC CỦA HẠT NANO VÀNG DẠNG CẦU CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI MẦM Ở NHIỆT ĐỘ PHÒNG Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 8440104 LUẬN VĂN THẠC SĨ: VẬT LÝ CHẤT RẮN Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Thị Huế Thái Nguyên, năm 2022 i LỜI CAM ĐOAN Luận văn “Khảo sát các thông số ảnh hưởng lên kích thước của hạt nano vàng dạng cầu chế tạo bằng phương pháp nuôi mầm ở nhiệt độ phòng” là công trình nghiên của riêng tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Đỗ Thị Huế Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực Tất cả các tham khảo và kế thừa đều được trích dẫn và tham chiếu đầy đủ Xác nhận của giảng viên hướng dẫn Học viên TS Đỗ Thị Huế Trần Thị Thực i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất của mình tới cô giáo TS Đỗ Thị Huế người luôn tận tụy hết lòng hướng dẫn tôi, tạo mọi điều kiện giúp đỡ trong thời gian tôi học tập và nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trường, các thầy cô giáo trong khoa Vật lý Trường Đại học Sư Phạm Thái Nguyên đã truyền thụ cho tôi những kiến thứcbổ ích và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi để tôi hoàn thành luận văn này Đồng thời tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, anh chị đã động viên giúp đỡ tôi về mọi mặt trong thời gian em thực luận văn này Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 18 tháng 5 năm 2022 Học viên Trần Thị Thực ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN vii MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4 1.1 Tổng quan về tính chất quang của các hạt nano vàng 4 1.1.1 Tính chất quang của hạt nano vàng 4 1.1.2.Hiện tượng hóa học và vai trò của các chất trong sự hình thành hạt nano vàng8 1.1.3 Ảnh hưởng của chiết suất môi trường đến tính chất quang của hạt 10 1.2 Phương pháp chế tạo hạt nano vàng 12 1.2.1 Tổng hợp sử dụng chất khử là natri citrate 12 1.2.2 Tổng hợp sử dụng NaBH4 14 1.2.3 Tổng hợp bằng axit ascorbic 15 1.3 Ứng dụng của hạt nano vàng trong y sinh 15 1.3.1 Ứng dụng trong kháng khuẩn 16 1.3.2 Ứng dụng trong hiện ảnh 17 CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 19 2.1 Nguyên vật liệu, hóa chất 19 2.2 Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến sự phát triển của hạt nano vàng 19 2.2.1 Sơ đồ nguyên lý 19 2.2.2 Khảo sát sự ảnh hưởng pH của dung dịch nuôi 20 2.2.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ ion Au3+ trong dung dịch nuôi 21 2.2.4 Tổng hợp các hạt nano vàng với các kích thước điều khiển được 21 2.3 Các phương pháp đo đạc khảo sát 23 2.3.1 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM): Transmission electron microscope 23 2.3.2 Phổ hấp thụ UV-VIS 23 iii 2.3.3 Phương pháp tán xạ ánh sáng động (Dynamic Light Scattering - DLS) xác định độ đơn phân tán, đường kính thủy động học 24 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 3.1 Sự hình thành và phát triển của hạt nano vàng trong dung dịch nuôi có pH khác nhau theo thời gian phản ứng khử 27 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ ion Au3+ trong dung dịch nuôi đến sự phát triển của hạt mầm vàng 30 3.3 Tổng hợp các hạt nano vàng với các kích thước điều khiển được theo phương pháp nuôi mầm 32 3.4 Kích thước hạt vàng khi thay đổi tỉ lệ ethanol trong nước 27 3.5 Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến tính chất quang của hạt KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ ion Au3+ trong dung dịch nuôi 21 Bảng 2.2 Các thông số đầu vào trong từng bước phát triển hạt mầm 22 Bảng 3.1 Các thông số đặc trưng của các hạt nano vàng khi thể tích dung dịch nuôi thay đổi 31 Bảng 3 2 Các thông số quang của các hạt nano vàng được tổng hợp sau các bước nuôi 34 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sự tạo thành dao động plasmon bề mặt 4 Hình 1.2 Phổ dập tắt của các hạt nano vàng cầu có kích thước từ 10-100 nm [21] 6 Hình 1.3 Dao động của các điện tử trên bề mặt hạt cầu kim loại dưới tác dụng của bước sóng ánh sáng kích thích λ > R 6 Hình 1.4 Ảnh TEM (a-c) của các hạt nano khác nhau được tổng hợp với nồng độ chất hoạt động bề mặt (cadmium sulfide) khác nhau [20] 10 Hình 1.5 Phổ được tính toán độ hấp thụ của các các hạt nano vàng khi thay đổi môi trường xung quanh Các hạt có đường kính bằng 14,2 ± 1,3 nm, với mật độ n = 1,76 × 10-18 m3 và độ dày b = 1 mm [21] 11 Hình 1.6 Ảnh TEM của AuNP được tổng hợp bằng citrate với kích thước khác nhau [24] 12 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý cho sự phát triển hạt mầm 20 Hình 2.2 Sự biến thiên của thế zeta theo giá trị pH của môi trường [1] 26 Hình 3.1 Phổ hấp thụ của các dung dịch khi không có mầm theo thời gian khử khác nhau trong dung dịch nuôi pH = 4.5 (a), pH = 8.0 (b), pH = 9.0 (c) và pH =11.3 (c) 27 Hình 3.2 Phổ hấp thụ UV-Vis của dung dịch khi mầm được nuôi với dung dịch nuôi pH = 9.0 phụ thuộc thời gian 29 Hình 3.3 Ảnh TEM của các hạt nano vàng với các nồng độ ion vàng khác nhau trong dung dịch nuôi 30 Hình 3.4 Phổ hấp thụ của các dung dịch sản phẩm thu được khi thể tích dung dịch nuôi thay đổi 31 Hình 3.5 Ảnh TEM của các hạt nano vàng mầm (1) và sản phẩm của các bước nuôi (3) - (8) 32 Hình 3.6 Phổ hấp thụ UV-Vis của hạt mầm và các hạt nano vàng được tổng hợp theo phương pháp nuôi mầm qua các bước 33 Hình 3.7 Phổ hấp thụ chuẩn hóa của các hạt nano vàng mầm và các hạt nano vàng tổng hợp được sau các bước nuôi 34 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Kí hiệu Tên đầy đủ DLS Dynamic Light Scattering HQ LSPR Hydroquinone PVP Cộng hưởng plasmon bề mặt cục bộ PEG PDI Polyvinylpyrolidone SPR Polyetilen glycol TOAB TEM Polydispertion Index OD Cộng hưởng plasmon bề mặt OCT Tetraocty lammonium bromide Kính hiển vi điện tử truyền qua Mật độ quang Chụp cắt lớp kết hợp quang học vii LỜI CAM ĐOAN Phụ lục kèm theo Quyết định số 1768 ngày 14 tháng 5 năm của Hiệu trưởng Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên Tôi cam đoan đã thực hiện việc kiểm tra mức độ tương đồng nội dung đề tài/khóa luận tốt nghiệp/luận văn/luận án qua phần mềm Turnitin một cách trung thực và đạt kết quả mức độ tương đồng 25% Bản đề tài/khóa luận tốt nghiệp/luận văn/luận án kiểm tra qua phần mềm là bản cứng đã nộp để bảo vệ/nghiệm thu trước hội đồng Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm Thái nguyên, ngày 20 tháng 7 năm 2022 TÁC GIẢ CỦA SẢN PHẨM HỌC THUẬT Trần Thị Thực viii