nghiên cứu ứng dụng hạt nano au tổng hợp xanh từ dịch chiết la hán quả làm cảm biến sinh học đinh lượng cation pb ii và xúc tác cho phản ứng chuyển hoá chất hữu cơ

Phương pháp này có thể cho phép người phân tích theo dõi được trực tiếp các ion kim loại nặng cần tiến hành phân tích bằng mắt thường 882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:3

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HẠT NANO AU TỔNG HỢP XANH TỪ DỊCH CHIẾT LA HÁN

QUẢ LÀM CẢM BIẾN SINH HỌC ĐỊNH LƯỢNG CATION Pb(II) VÀ XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG CHUYỂN HOÁ CHẤT HỮU CƠ

Giảng viên hướng dẫn: TS ĐOÀN VĂN ĐẠT

Sinh viên thực hiện: DƯƠNG TRƯỜNG GIANG MSSV: 18051111

Lớp: DHPT14

Khoá: 2018– 2022

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2022

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

dahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihh

dahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihh

88Thursday, June 13, 20248:50:31 PM8:50:31 PM88Thursday, June 13, 20248:50:31 PM8:50:31 PM88Thursday, June 13, 20248:50:31 PM8:50:31 PM

dahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhdahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihh

88dahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhThursday, June 13, 2024

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HẠT NANO AU TỔNG HỢP XANH TỪ DỊCH CHIẾT LA HÁN

QUẢ LÀM CẢM BIẾN SINH HỌC ĐỊNH LƯỢNG CATION Pb(II) VÀ XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG CHUYỂN HOÁ CHẤT HỮU CƠ

Giảng viên hướng dẫn: TS ĐOÀN VĂN ĐẠT

Sinh viên thực hiện: DƯƠNG TRƯỜNG GIANG MSSV: 18051111

Lớp: DHPT14

Khoá: 2018– 2022

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2022

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 3

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: DƯƠNG TRƯỜNG GIANG MSSV: 18051111

Chuyên ngành: Kỹ Thuậ Hoá Phân Tích Lớp: Đại học Phân Tích 14

1 Tên đề tài khóa luận/đồ án: 2 Nhiệm vụ:

 Tổng hợp nano Au bằng dịch chiết La Hán Quả  Khảo sát các thông số tổng hợp tối ưu

 Xác định cấu trúc đặc trưng của các vật liệu thu được bằng phương pháp HR-TEM, XRD, FT-IR, EDX

 Nghiên cứu ứng dụng định lượng cation trong dung dịch  Thẩm định phương pháp định lượng cation kim loại

 Nghiên cứu khả năng làm xúc tác cho phản ứng chuyển hóa chất hữu cơ

3 Ngày giao khóa luận tốt nghiệp:

4 Ngày hoàn thành khóa luận tốt nghiệp:

Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS ĐOÀN VĂN ĐẠT

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Chủ nhiệm bộ môn chuyên ngành

Giảng viên hướng dẫn

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Công Nghệ Hóa Học-Ngành: Kỹ thuật hoá phân tích trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt nhiều kiến thức và những kinh nghiệm quý báu giúp em giúp em tự tin hơn trong quá trình học tâp Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô bộ môn Công Nghệ Hóa Học nói chung và quý thầy cô ngành Kỹ thuật hoá phân tích nói riêng đã giúp đỡ và tạo điều kiện về cơ sở vật chất để giúp em bước đầu được trải nghiệm sự nghiên cứu khoa học đối với chuyên ngành kỹ thuật hoá phân tích Đây là động lực to lớn giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp và phát huy được năng lực nghiên cứu của mình trong thời gian tới

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành TS Đoàn Văn Đạt người thầy đầy tâm huyết với nghề đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, định hướng em đến với đề tài và truyền đạt lại cho em rất nhiều kiến thức về lĩnh vực Vật liệu nano nói riêng và các kỹ năng chuyên ngành vô cũng hữu ích cho quá trình công tác làm việc sau khi tốt nghiệp, và còn tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt thời gian em thực hiện và hoàn thành khoá luận của mình

Trong quá trình thực hiện khóa luận, cũng như là trong quá trình hoàn thành báo cáo này không khỏi tránh những thiếu sót do kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế, kính mong quý Thầy (Cô) có những lời khuyên góp ý để giúp em có thêm những kiến thức và kinh nghiệm vững chắc hơn cho việc nghiên cứu mai sau

Em xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2021

Sinh viên thực hiện

Dương Trường Giang

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

• Tổng hợp kết quả:

Điểm bằng số: ……… Điểm bằng chữ: ………

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20.…

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com 882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 6

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

Giảng viên phản biện

(Ký ghi họ và tên)

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com 882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 7

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

1.1 Giới thiệu về công nghệ nano 4

1.1.1 Khái niệm về công nghệ nano 4

1.1.2 Vật liệu nano 4

1.1.3 Nguồn gốc của công nghệ nano 5

1.1.4 Các phương pháp tổng hợp nano kim loại: 5

1.1.5 Ứng dụng của nano kim loại 6

1.2 Giới thiệu về La Hán Quả (SG) 7

1.2.1 Sơ lược về La Hán Quả (SG) 7

1.2.2 Mô tả về La Hán Quả 8

1.2.3 Thành phần hoá học của SG 8

1.2.4 Công dụng của La Hán Quả 9

1.3 Kim loại vàng 11

1.3.1 Giới hiệu về kim loại vàng 11

1.3.2 Khả năng xúc tác của nano vàng 13

1.3.3 Khả năng kháng khuẩn của nano vàng 13

1.3.4 Khả năng ứng dụng làm cảm biến sinh học 14

1.3.5 Ứng dụng của nano vàng 14

1.4 Ô nhiễm nước do kim loại Pb2+ 15

1.4.1 Khái quát về kim loại Chì (Pb2+) 15

1.4.2 Độc tính của kim loại chì 17

2.1 Nguyên liệu, thiết bị và hoá chất được sử dụng trong bài nghiên cứu 18

2.1.1 Nguyên liệu 18

2.1.2 Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 18

2.1.3 Dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu 19

2.1.4 Hoá chất sử dụng trong nghiên cứu 19

2.2 Chuẩn bị hoá chất và dung dịch chiết sử dụng trong nghiên cứu 20

2.2.1 Pha hoá chất sử dụng trong nghiên cứu 20

2.2.2 Chuẩn bị dịch chiết sử dụng trong nghiên cứu 20882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 8

2.3 Tổng hợp nano vàng (SG-AuNPs) và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá

trình tổng hợp 22

2.3.1 Quá trình tổng hợp nano vàng (SG-AuNPs) 22

2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tổng hợp nano vàng 23

2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Au3+ đến quá trình tổng hợp nano vàng 24

2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tổng hợp nano vàng 25

2.4 Đặc trưng của các phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu 26

2.4.1 Phương pháp trắc quang UV-Vis 26

2.5 Khảo sát hoạt tính xúc tác của nano vàng 28

2.5.1 Khảo sát phản ứng giữa NaBH4 và 2-NP có nano vàng làm xúc tác, khảo sát khả năng tái sử dụng của xúc tác 28

2.5.2 Khảo sát phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP có nano vàng làm xúc tác, khảo sát khả năng tái sử dụng của xúc tác 29

2.6 Khảo sát năng lượng hoạt hoá trong phản ứng giữa NaBH4 và Nitrophenol có sự tham gia của xúc tác SG-AuNPS 29

2.6.1 Khảo sát năng lượng hoạt hoá trong phản ứng giữa 2-Nitrophenol và NaBH4 có sự tham gia của xúc tác SG-AuNPs 29

2.6.2 Khảo sát năng lượng hoạt hoá trong phản ứng giữa 3-Nitrophenol và NaBH4 có sự tham gia của xúc tác SG-AuNPs 30

2.7 Khảo sát ứng dụng làm cảm biến sinh học của SG-AuNPs 30

2.7.1 Khảo sát ứng dụng của SG-AuNPs dùng để làm cảm biến so màu phát hiện kim loại nặng 30

2.7.2 Khảo sát khả năng ứng dụng SG-AuNPs để làm cảm biến so màu phát hiện kim loại Chì (Pb2+) trong nước ao 31

2.7.3 Khảo sát giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của đường chuẩn 31

2.7.4 Khảo sát khả năng áp dụng của đường chuẩn trong thực tế 32

3.1.1 Kết quả khảo sát nano vàng 33882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 9

3.1.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng khử của dịch chiết của

3.3 Kết quả khảo sát hoạt tính của xúc tác nano vàng 39

3.3.1 Kết quả phản ứng giữa NaBH4 và 2-NP có SG-AuNPs làm xúc tác, và khả năng tái sử dụng của xúc tác 39

3.3.2 Kết quả phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP có SG-AuNPs làm xúc tác, và khả năng tái sử dụng của xúc tác 43

3.4 Kết quả khảo sát năng lượng hoạt hoá của của SG-AuNPs 47

3.4.1 Kết quả khảo sát năng lượng hoạt hoá của phản ứng giữa NaBH4 và 2-NP với sự có mặt của SG-AuNPs làm xúc tác 47

3.4.2 Kết quả khảo sát năng lượng hoạt hoá của phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP với sự có mặt của SG-AuNPs làm xúc tác 52

3.5 Kết quả khảo sát ứng dụng SG-AuNPs để nhận biết các kim loại nặng 57

3.5.1 Kết quả khả năng nhận biết ion kim loại Pb2+ của SG-AuNPs 58

3.5.2 Xác định khoảng tyến tính và xây dựng đường chuẩn của SG-AuNPs khi ứng khi nhận biết ion Pb2+ 58

3.5.3 Kết quả tính toán giới hạn phát hiện LOD và giới hạn định lượng của ion Pb2+với SG-AuNPs 60

3.5.4 Kết quả khảo độ nhạy của phương pháp khi áp dụng đường chuẩn của Pb2+ với hạt SG-AuNPs 64

KẾT LUẬN 67

KIẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 10

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Tính chất vật lý của kim loại vàng 12

Bảng 1.2 Tính chất vật lý của chì 16

Bảng 2.1 Danh sách thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 18

Bảng 2.2 Danh sách dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm 19

Bảng 2.3 Danh sách hoá chất sử dụng trong nghiên cứu 19

Bảng 2.4 Thông số các giá trị khảo sát thời gian của phản ứng tạo nano vàng 23

Bảng 2.5 Thông số các giá trị khảo sát nồng độ Au3+ của phản ứng tạo nano vàng 24

Bảng 2.6 Thông số các giá trị khảo nhiệt độ của phản ứng tạo nano vàng 25

Bảng 3.1 Thông số tối ưu khi tổng hợp SG-AuNPs 35

Bảng 3.2 Hằng số tốc độ phản ứng giữa NaBH4 và 2-NP có Sg-AuNPS làm xúc tác 50

Bảng 3.3 Hằng số tốc độ phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP có SG-AuNPs làm xúc tác 51

Bảng 3.4 Hằng số tốc độ phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP có SG-AuNPs làm xúc tác 55

Bảng 3.5 Các thông số nhiệt động lực học của sự phân huỷ 3-NP 57

Bảng 3.6 Bảng số liệu về mật độ quang và thông số cần thiết cho phép tính LOD, LOQ 62Bảng 3.7 So sánh các phương pháp phát hiện đo màu khác nhau đối với Pb(II) 63

Bảng 3.8 Bảng kết quả phân tích độ nhạy 65

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 11

Hình 1.5 Cấu trúc tinh thể của vàng 12

Hình 1.7 Navacos ứng dụng nano vàng trong trị mụn dưỡng da 15

Hình 1.8 Cấu trúc tinh thể của Chì 16

Hình 1.9 Quặng Chì 16

Hình 2.1 La hán quả trước và sau khi xử lý 20

Hình 3.1 Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của thời gian tới phản ứng tạo nano vàng 33

Hình 3.2 Dung dịch SG-AuNPs ứng với từng mức thời gian khảo sát 33

Hình 3.3 Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của nồng độ Au3+ tới phản ứng tạo nano vàng 34

Hình 3.4 Dung dịch SG-AuNPs ứng với từng mức nồng độ 34

Hình 3.5 Dung dịch SG-AuNPs ứng với từng mức nhiệt độ 34

Hình 3.6 Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của nhiệt độ tới phản ứng tạo nano vàng 35

Hình 3.7 Mẫu lỏng (trái) và rắn (phải) của nano vàng sau khi tổng hợp theo các điều kiện tối ưu 35

Hình 3.8 Phổ FT-IR của SG-AuNPs (màu đỏ) và dịch chiết SG (màu đen) 36

Hình 3.9 Thế zeta của nano vàng 37

Hình 3.10 Phổ XRD của nano vàng 37

Hình 3.11 Phổ EDX của nano vàng và sự phân bố hạt trong dung dịch đo 38

Hình 3.12 Ảnh HR-TEM của nano vàng ở kích thước 5 nm Và mẫu SAED 10nm 38

Hình 3.13 Ảnh TEM của nano vàng ở kích thước 20 nm 38

Hình 3.14 Phổ DLS của mẫu nano vàng 39

Hình 3.15 NaBH4 + 2-NP trước (a) và sau (b) phản ứng phân huỷ 40

Hình 3.16 Phổ UV-Vis phản ứng giữa NaBH4 và 2-NP 40

Hình 3.17 Phổ UV-Vis về sự suy giảm hàm lượng 2-NP khi phản ứng với NaBH4 có AuNPs làm xúc tác (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) 41 882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

SG-dahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhSG-dahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhSG-dahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihhSG-dahh gia thue trahg hgheo theo huohg tieu eah dc ehieu tai xa thaeh bihh huyeh hho puch tihh hihh bihh

Trang 12

Hình 3.18 Phổ UV-Vis về sự suy giảm hàm lượng 2-NP khi phản ứng với NaBH4 có SG-AuNPs làm xúc tác(a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) 41

Hình 3.19 Phổ UV-Vis về sự suy giảm hàm lượng 2-NP khi phản ứng với NaBH4 có SG-AuNPs làm xúc tác(a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) 42

Hình 3.20 Loạt dung dịch sau khi kết thúc phản ứng xúc tác 42Hình 3.21 Phổ UV-Vis về sự suy giảm hàm lượng 2-NP khi phản ứng với NaBH4 có SG-AuNPs làm xúc tác(a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) 42

Hình 3.22 Đồ thị khả năng tái sử dụng của xúc tác 43Hình 3.23 Phổ UV-Vis phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP 43

Hình 3.24 Phổ UV-Vis về sự suy giảm hàm lượng 3-NP khi phản ứng với NaBH4 có AuNPs làm xúc tác(a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) 44

SG-Hình 3.25 NaBH4 + 3-NP trước (a) và sau (b) phản ứng phân huỷ 44

Hình 3.26 Phổ UV-Vis về sự suy giảm hàm lượng 3-NP khi phản ứng với NaBH4 có SG-AuNPs làm xúc tác (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) 45

Hình 3.29 Dung dịch sau khi kết thúc phản ứng xúc tác 46Hình 3.30 Đồ thị khả năng tái sử dụng xúc tác 47Hình 3.31 Kết quả khảo sát phản ứng của SG-AuNPs (a) và động học của phản ứng (b)

của NaBH4 với 2-NP có SG-AuNPs làm xúc tác tại 30oC 47

Hình 3.32 Kết quả khảo sát phản ứng của SG-AuNPs (a) và động học của phản ứng (b)

Hình 3.34 Kết quả khảo sát thời gian phản ứng (a) và động học của phản ứng (b) của

NaBH4 với 2-NP có SG-AuNPs làm xúc tác tại 70oC 49

Hình 3.36 Năng lượng hoạt hoá của phản ứng giữa NaBH4 và 2-NP với sự có mặt của AuNPs làm xúc tác 50

SG-Hình 3.37 Kết quả khảo sát thời gian phản ứng (a) và động học của phản ứng (b) của

NaBH4 với 3-NP có SG-AuNPs làm xúc tác tại 50oC 53 882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 13

Hình 3.42 Năng lượng hoạt hoá của phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP với sự có mặt của AuNPs làm xúc tác 55

SG-Hình 3.43 SG-Hình ảnh các dung dịch cation kim loại khi cho tác dụng với SG-AuNPs 57Hình 3.44 Phổ UV-Vis khi cho SG-AuNPs phản ứng với các cation kim loại 58Hình 3.45 Dãy dung dịch phản ứng SG-AuNPs và ion Pb2+ với các mức nồng độ khác nhau 58

Hình 3.46 Khoảng tuyến tính của ion C Pb2+ với SG-AuNPs ở phạm vi nồng độ từ 0-5000 µM 59

Hình 3.47 Phổ UV-Vis khi cho SG-AuNPs phản ứng với Pb2+ ở nhiều mức nồng độ khác nhau 59

Hình 3.48 Khoảng tuyến tính của ion CPb2+ với SG-AuNPs ở phạm vi nồng độ từ 0-1000 µM 60

Hình 3.49 Phổ UV-Vis khi cho khảo sát phản ứng giữa Pb2+ (200 µM) với SG-AuNPs để

xác định LOD 61

Hình 3.50 Hình ảnh TEM của SG-AuNPs sau khi trộn với 100 ion Pb(II) 100 μM (a) và

cơ chế được đề xuất để phát hiện đo màu Pb(II) (b) 64

Hình 3.51 Phổ UV-Vis khảo sát độ nhạy của phương pháp 65Hình 3.52 Hình ảnh dung dịch đo trong xác định độ nhạy 66

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 14

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1 Quy trình tổng hợp dịch chiếc LHG 21Sơ đồ 2.2 Quy trình tổng hợp nano vàng 22

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 15

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Trang 16

LỜI NÓI ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong công nghiệp hoá chất và vật liệu ngày nay, thì việc tìm ra các loại vật liệu mới để có thể thay thế cho các loại vật liệu cũ đang rất được coi trọng Bên cạnh việc phát triển cái mới thì việc cải tạo các công nghệ sản xuất trước đây cũng rất được xem trọng Và ngành công nghệ nano là một trong số các công nghệ đang rất được quan tâm Vật liệu nano vẫn được nghên cứu và phát triển là do những ứng dụng to lớn mà nó mang lại trong nhiều lĩnh vực như ngành điện tử, y học, năng lượng mỹ phẩm,… Nhờ vào kích thước nano của mình mà các vật liệu này dễ dàng đóng góp cho các ngành khoa học một cách rất hiệu quả

Trong báo cáo này, do nhận thấy vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng đặc biệt trong đó là vấn nạn ô nhiễm môi trường nước mà phần lớn nguyên nhân là do các hợp chất hữu cơ, và các kim loại nặng gây là các chất độc hại cho cá và các loại thủy sinh khác, cũng như ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người khiến người sử dụng chúng bị mắc các loại bệnh về da liễu, tiêu hoá và còn bị suy nhược hệ thần kinh,… [1] Theo các nghiên cứu đã chỉ ra cho ta thấy rằng sự có mặt của các kim loại nặng như Pb2+, Cd2+, Hg2+, Ni2+ và Cr6+ với những nồng độ rất nhỏ trong môi trường nước được đánh giá là các chất gây ô nhiễm môi trường tiềm ẩn cao, tác động trực tiếp đến sức khoẻ của con người [1-3] Mà nguyên nhân có thể nhận thấy được là do sự chậm trễ trong quá trình phát hiện và ước tính hàm lượng của các kim loại này trong môi trường sống đặc biệt là trong môi trường nước môi trường mà các kim loại này có thể dễ tồn tại ở các dạng thù hình khác nhau và bị cơ thể hấp thụ khi ta sử dụng trong quá trình sinh hoạt việc đó gây nên một số ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ của con người [4,5] Vì là một vấn đề cấp bách có ảnh hưởng đến sức khỏe con người nên hiện nay các nhà khoa học cũng đã phát triển ra một số phương pháp để phát hiện và theo dõi các ion kim loại có trong các loại dung dịch hay lớn hơn là nguồn nước thải từ các nhà máy nguồn nước bị ô nhiễm như phương pháp Electrochemical method, Atomic absorption spectrometry, Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy, X-ray fluorescence spectrometry, và Inductively coupled plasma mass spectrometry Mặc dù những phương pháp nêu trên khi tiến hành phân tích cũng cho ra được một kết quả phân tích với độ nhạy tốt, độ chính xác cao và phân tích được đa nguyên tố trong mẫu, nhưng đa phần các phương pháp trên vướng phải một số thiếu sót về giai đoạn chuẩn bị mẫu phức tạp, thiết bị đo đạc phức tạp, tốn kém [5] Từ những thiếu sót được chỉ ra của các phương pháp trên các nhà khoa học đã không ngừng tìm cách khắc phục và nâng cao hiệu năng, tìm ra phương pháp phân tích mới để cải tiến những thiếu sót của các phương pháp phân tích cũ Và các cảm biến so màu dựa trên vật liệu nano được các nhà khoa học nghiên cứu, phát triển và áp dụng một cách rộng rãi để phát hiện ion kim loại nặng trong các mẫu thử từ môi trường sống và sinh học tế bào nhờ hoạt động đơn giản, chi phí bỏ ra cho phương pháp hợp ý với năng suất mà nó đạt được, cùng với đó là nó mang lại khả năng phát hiện có độ nhạy cao và chọn lọc tốt giống như khi ta tiến hành phân tích nhanh [6] Phương pháp này có thể cho phép người phân tích theo dõi được trực tiếp các ion kim loại nặng cần tiến hành phân tích bằng mắt thường 882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 17

thông qua sự thay đổi màu sắc mà không cần dụng cụ đắt tiền so với các phương pháp khác Với sự tiện lợi này, sự phát triển của các cảm biến đo màu khác nhau để phát hiện các chất gây ô nhiễm kim loại hiện đang được phát triển mạnh và được rất nhiều người quan tâm

Bên cạnh vấn đề kim loại năng trong môi trường đang được quan tâm thì hiện nay thì các chất ô nhiễm hữu cơ có chứa các hợp chất có cấu trúc vòng thơm thường có độ ổn định cao, không phân hủy sinh học và có độc tính cao, dẫn đến nhiều bệnh nguy hiểm cho con người, bao gồm cả đột biến gen là nguyên nhân chính dẫn đến bệnh ung thư một căn bệnh thời đại song song với sự phát triển mạnh của nền công nghiệp hoá chất, khi tiếp xúc với chúng [7] Đặc biệt trong đó là Nitrophenol Nitrophenol là hợp chất thơm công nghiệp quan trọng nhất được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thuốc trừ sâu, dược phẩm, thuốc nhuộm, chất nổ và cao su Tuy nhiên, các hợp chất này có độc tính cao và có khả năng gây tổn thương hệ thần kinh trung ương và các cơ quan quan trọng (ví dụ: mắt, phổi và thận) [7] Vì lý do đó, Nitrophenol đã được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ liệt kê là "Chất ô nhiễm ưu tiên", và nồng độ của chúng trong nước tự nhiên bị giới hạn < 10 ng /L [8] Do đó, loại bỏ các chất ô nhiễm có hại này trong nước thải là vấn đề quan trọng Nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng để loại bỏ Nitrophenol, chẳng hạn như hấp phụ, lọc, quá trình Oxy hóa tiên tiến và giảm xúc tác [9] Trong số các chiến lược này, việc giảm Nitrophenol độc hại thành Aminophenol có lợi (AP) bằng Natri borohydride (NaBH4) với chất xúc tác kim loại đã nhận được nhiều sự chú ý do hiệu quả cao, tiêu thụ năng lượng thấp, tình trạng hoạt động nhẹ và tránh ô nhiễm thứ cấp [10]

Trong nghiên cứu này, bài báo cáo trình bày một hướng nghiên cứu đơn giản và xanh đối với môi trường đó tổng hợp hạt nano Au bằng cách sử dụng chiết xuất trái cây La hán quả (SG) Các SG-AuNPs đã tổng hợp được đánh giá nhiều mặt về cấu trúc tính thể, hình dáng, và kích thước,… bằng các thiết bị phân tích hiện đại khác nhau trước khi tiến đến đánh giá ứng dụng của nó trong việc xúc tác làm suy giảm hàm lượng 2-nitrophenol (2-NP) và 3-nitrophenol (3-NP) và phát hiện đo màu Pb(II) Hiệu quả xúc tác, khả năng tái sử dụng, hành vi động học và năng lượng kích hoạt để giảm 2-NP và 3-NP bởi SG-AuNPs đã được xác định Độ nhạy và tính chọn lọc của SG-AuNPs đối với một số ion kim loại cũng được thử nghiệm Hơn nữa, cơ chế và giới hạn phát hiện (LOD) cho các ion Pb(II) đã được làm sáng tỏ Cuối cùng, phương pháp được đề xuất cũng được áp dụng để xác định Pb(II) trong nước ao mô phỏng

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng quy trình tổng hợp hạt nano vàng (AuNPs) từ dịch chiết quả La Hán Quả và dung dịch Au3+ theo phương pháp xanh

Đánh giá các hoạt tính hóa lý của AuNPs được tổng hợp

Kiểm tra hiệu quả của AuNPs trong xúc tác xử lý chất thải ô nhiễm nitrophenol và khả năng tái sử dụng của xúc tác

Khảo sát khả năng hoạt hóa của AuNPs trong xử lý chất thải môi trường

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 18

Nghiên cứ, đánh giá khả năng làm cảm biến sinh học của các hạt nano trong định lượng các cation kim loại trong dung dịch

3 Nội dung nghiên cứu

Thực hiện trích ly dịch chiết từ quả La Hán Quả Tổng hợp nano vàng

Khảo sát các thông số và điều kiện của quy trình tổng hợp

Sử dụng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại như UV-Vis, XRD, FT-IR, TEM, EDX, SAED và DLS để nhận định đánh giá các nano sau khi tổng hợp

HR-Khảo sát hoạt tính xúc tác và khả năng hoạt hóa của các hạt nano AuNPs

Khảo sát khả năng ứng dụng AuNPs như một cảm biến sinh học để định lượng ion kim loại nặng trong nước thải

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu

Nano vàng tổng hợp bằng dịch chiết quả La Hán Quả Chất hữu cơ 2-NP, 3-NP và dung dịch chứa ion Pb2+

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng hạt nano Au tổng hợp xanh từ dịch chiết La Hán Quả làm cảm biến sinh học đinh lượng Cation Pb(II) và xúc tác cho phản ứng chuyển hoá chất hữu cơ” được thực hiện từ tháng 12 năm 2020 đến tháng 3 năm 2021 với quy mô

phòng thí nghiệm tại Khoa Công Nghệ Hóa Học – ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh, địa chỉ: 12 Nguyễn Văn Bảo – Phường 4 – Gò Vấp – TP Hồ Chí Minh

5 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Các vị thuốc dân gian được sử dụng để chiết lấy dịch chiết và dùng dịch chiết này để tổng hợp nano vàng bằng phương pháp xanh

Phương pháp nghiên cứu : thực nghiệm

6 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Tổng hợp nano Au theo phương pháp xanh nhằm củng cố tính ổn định cho hệ nano kim loại, giảm giá thành của vật liệu và tăng cường các tính chất của nano Au trong ứng dụng xúc tác và cảm biến sinh học để định lượng ion kim loại nặng Pb2+ trong việc xử lý nguồn nước thải

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 19

đáng kể so với các loại vật liệu truyền thống [13]

Theo hình dáng của vật liệu, vật liệu nano là vật liệu mà trong đó ít nhất một chiều có kích thước nano, nên người ta đặt tên cho chúng dựa trên số chiều không gian bị giới hạn bởi kích thước đó như sau:

Hình 1.1 So sánh kích thước các vật

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 20

Vật liệu nano không chiều được hiểu là cả ba chiều điều có kích thước nano [14] Ví dụ: đám nano, hạt nano

Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó có một chiều ở kích thước nano [14] Ví dụ: dây nano, ống nano

Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano [14] Ví dụ: màng mỏng

Ngoài ra còn có vật liệu Nanocomposite trong đó một phần của vật liệu có kích thước nano hoặc cấu trúc của nó bao gồm các dạng nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen vào nhau tạo thành [14]

1.1.3 Nguồn gốc của công nghệ nano

Năm 1959 nhà vật lý thiên tài Richard Feynman đã đặt ra nhiều ý tưởng về kỹ thuật thu nhỏ vật liệu, từ ý tưởng táo bạo ấy đã là nền móng cho một công nghê mới ra đời mà ngày nay gọi là công nghệ Nano Tận đến năm 1974 thì nhà nghiên cứu Nario Taniguchi người nhật bản mới sử dụng thuật ngữ công nghệ nano để đề cập khả năng chế tạo cấu trúc vi hình của mạch vi điện tử nhưng chưa được nhiều người chú ý [15] Sau bài nghiên cứu đầy thuyết phục của Feynman thì các nhà nghiên cứu mới bắt đầu tìm hiểu, và mở rộng ý tưởng mà Feynman đã đặt ra Sau đó một loạt công bố của các nhà khoa học làm cho ý tưởng của Feynman đã từng bước được nhiều người đón nhận Năm 1981 hai nhà nghiên cứu của công ty IBM, là G Binning và H Rohrer, tuyên bố với thế giới là hai ông đã nhìn thấy nguyên tử bằng kính hiển vi quét đường hầm (scanning tunelling microscope) do hai ông phát minh [15] Năm 1990, D Eigler và E Schweizer cũng tại IBM lần đầu tiên cảm được nguyên tử Hai ông sử dụng đầu dò của STM để di chuyển từng đơn vị nguyên tử theo ý của mình [15] Đầu những năm 2000, chính phủ của một số nước tiên tiến đầu tư, thúc đẩy mạnh khoa học và công nghệ, trong đó ngành công nghệ nano đặc biệt được chú trọng, các cuộc tranh luận xung quanh thuật ngữ công nghệ nano ngày càng sôi nổi hơn và có nhiều bước tiến vượt bậc [16] Và hiện nay, ngành công nghệ nano cũng chưa có dấu hiệu suy giảm, được ứng dụng nhiều lĩnh vực trong cuộc sống như: vật liệu, mỹ phẩm, y sinh,…

1.1.4 Các phương pháp tổng hợp nano kim loại:

Phương pháp ăn mòn laser:

Ta tiến hành chiếu một chùm laser có bước sóng ở 532 nm, kèm với các thông số như sau độ rộng xung 10 ns, tần số 10 Hz, và mức năng lượng mỗi xung là 90 mJ, lên

Hình 1.2 Richard Feynman

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 21

đường kính vùng kim loại bị tác dụng từ 1–3 mm Dưới tác dụng của chùm laser thì các hạt có kích thước nano khoảng 10 nm được hình thành [17]

Phương pháp khử hoá lý:

Là một phương pháp kết hợp giữa vật lý và hoá học Nguyên tắc là dùng phương pháp điện phân kết hợp với siêu âm để từ đó tạo ra được hạt nano Thông qua quá trình điện phân thì các hạt nano bám lên điện cực âm, lúc đó người ta tác dụng một xung siêu âm đồng bộ với xung điện phân thì hạt nano sẽ tự rời khỏi điện cực và đi vào dung dịch [18][19]

Phương pháp từ dưới lên:

Các hạt nano được tạo ra bằng cách cho nguyên tử hay phân tử kết hợp lại với nhau Phương pháp này dễ dàng thay đổi các thông số hay hệ phản ứng của quá trình tổng hợp, khi đó kích thước, hình dạng và cấu tạo ra các sản phẩm có chất lượng cũng như khả năng ứng dụng tốt hơn [20]

Phương pháp này cần sử dụng các tác chất là phức cơ kim hay muối kim loại thích hợp với quy trình tổng hợp Bù lại phương pháp này có thể áp dụng được ở cả ba trạng thái tồn tại của vật liệu là rắn, lỏng, khí và ta có thể kiểm soát kích thước hạt qua quá trình kiểm soát sự hình thành mầm và phát triển hạt [20]

Phương pháp từ trên xuống:

Sử dụng các quá trình nghiền cơ học để chia nhỏ vật liệu khối thành kích cỡ nano từ các quá trình nghiền cơ học Có một số ưu điểm hơn so với phương pháp từ dưới lên đó là thao tác đơn giản, hạn chế quá trình bay hơi và các chất thải độc hại sinh ra trong phương pháp từ dưới lên từ đó có tác dụng tích cực trong việc bảo vệ môi trường Tuy nhiên do sử dụng chủ yếu là các phương pháp cơ học nên chất lượng các hạt nano tạo ra từ phương pháp này có chất lượng thấp hơn phương pháp từ dưới lên, sản phẩm bị nhiễm tạp chất từ thiết bị nghiền, diện tích bề mặt hạt thấp, sự phân bố về hình dạng và kích thước không đều và tốn nhiều năng lượng [20]

1.1.5 Ứng dụng của nano kim loại

Vì là một công nghệ đã được nghiên cứu từ nhiều năm trước nên bề dày ứng dụng của vật liệu nano vô cùng đồ sộ có thể kể đến như:

Trong ngành công nghiệp điện tử và cơ khí hiện nay Các bộ phận hay linh kiện được làm bằng vật liệu nano cho một tốc độ xử lý cực nhanh, ngoài ra nó còn được dùng để chế tạo máy tính nano, các thiết bị ghi thông tin với kích thước cực nhỏ, làm màn hình điện thoại, sơn phủ lên các thiết bị hay linh kiện như bàn phím, chuột, thiết bị xe hơi, máy bay, tàu vũ trụ

Trong công nghệ chuyển đổi và phân phối năng lượng quá trình truyền tải năng lượng sử dụng các chất siêu dẫn nhiệt độ cao được tối ưu hoá ở thiết kế bề mặt ở cấp độ nano làm tăng hiệu năng của quá trình truyền tải Dây truyền tải năng lượng sử dụng các ống nano Cac-bon (CNT) Cùng với đó được ứng dụng để chế tạo các loại pin nhiên liệu 882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 22

Lĩnh vực xử lý nước thải, nano kim loại cũng đang được phát triển để ứng dụng cho nhiều quy trình công nghiệp và xử lý và phát hiện các thành phần ion kim loại nặng trong nước thải [21] Làm sạch và dọn dẹp môi trường ứng dụng bao gồm khử muối nước, lọc nước, xử lý nước thải, xử lý nước ngầm [21] Trong công nghiệp, các ứng dụng có thể bao gồm vật liệu xây dựng, hàng hóa quân sự, gia công dây nano, thanh nano vài lớp Graphene [22]

Cùng với những ứng dụng nổi bật đã được đề cập trước đó thì công nghệ nano cũng mang lại vô số những ứng dụng và tiện ích thuận lợi cho ngành y và được xem là một trong những ứng dụng lớn nhất của công nghệ Nano:

Ví dụ như việc điều trị bệnh ung thư, nhiều phương pháp điều trị khác nhau đã được thử nghiệm để có thể hạn chế các khối u phát triển và tiêu diệt chúng ở cấp độ tế bào [23]

Một nghiên cứu đã cho kết quả là các hạt nano vàng sẽ được đưa đến các khối u bên trong cơ thể, sau đó có thể dùng các tia như siêu âm, laser, hồng ngoại để kích thích gia nhiệt các hạt nano vàng, nhiệt nóng sẽ tiêu diệt tế bào ung thư mà không hại tế bào lành khác [23]

1.2 Giới thiệu về La Hán Quả (SG) 1.2.1 Sơ lược về La Hán Quả (SG)

La hán quả hay tên khoa học gọi là Siraitia grosvenorii (SG), một loài thuộc thực vật

họ Cucurbitaceae, và quả của nó còn thường được gọi là Luo hanguo (LHG) SG được trồng rộng rãi ở tỉnh Quảng Tây Trung Quốc, Indonesia và Việt Nam và Thái Lan LHG đã được sử dụng từ nhiều thập kỷ trước ở Trung Quốc như một chất làm ngọt tự nhiên và là một loại thuốc truyền thống để điều trị các bệnh như tắc nghẽn phổi [24-29], cảm lạnh và đau họng [27-29] Năm 1987, LHG đã được công nhận là một loại quả ăn được và có tính dược học vô cùng phong phú cho sức khoẻ con người [30] Đến nay, sau nhiều công trình nguyên cứu về dược tính của SG ta hoàn toàn khẳng định được rằng LHG có tác dụng điều trị các loại bệnh như: ho, các bệnh liên quan đến hô hấp, bảo vệ gan, giảm glucose, tăng 882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 23

cường miễn dịch và chống ung thư [30] Do đó các sản phẩm được tạo thành từ LHG đã được phê duyệt như là thực phẩm chức năng bổ sung vào chế độ ăn uống của một số quốc gia lớn như Nhật Bản, Hoa Kỳ, New Zealand và Úc [24]

Nhờ các đặc tính dược học quý giá trên nên LHG càng ngày càng có giá trị kinh tế cao nên SG được nhân giống và lai tạo ra nhiều giống cây mới để có thể phát huy tối đa được thành phần dược học đó và phát triển trồng được ở quy mô lớn [30]

1.2.2 Mô tả về La Hán Quả

Các bài báo đã nghiên cứu về hình dáng và màu sắc của La hán quả cho ta được những nhận định sau đây:

SG là thực vật dạng lưỡng niên và có thân leo [31]

Chiều dài thân cây từ 1-3 met Theo chiều dài của thân cây thì có các tua cuốn có chức năng chính là bám vào các cây khác để leo lên và phát triển [31]

Lá của SG có hình dáng như hình trái tim, một đầu nhọn Lá thường có chiều dài là 10-20 cm, và bề rộng khoảng 3.5-12 cm, lá rụng theo mùa [31]

Hoa của SG có dạng chùm Cánh hoa thường có màu vàng nhạt, mỏng và có cuốn dài từ 3-5 cm [31]

LHG có hình cầu, có kích thước từ 5–8 cm, quả có màu xanh lục Sau khi phơi hoặc sấy khô thì quả chuyển từ màu xanh lục sang vàng nâu hoặc nâu sẫm, vỏ ngoài bóng và được phủ một lớp lông nhung mỏng, vỏ ngoài sau khi sấy khô khá giòn có thể dùng tay bóp để thu các hạt bên trong Hạt có hình tròn bẹt nhiều thịt, ở giữa hơi trũng xuống tạo thành các rãnh nhỏ đây là phần được sử dụng nhiều nhất của SG trong thực phẩm và cũng như các lĩnh vực ứng dụng khác của cây [30]

Năm 1983, ông Takemoto và các cộng sự của mình đã thành công trong việc chiết suất ra được các hợp chất Mogroside IV, Mogroside V, Mogroside VI, và hơn 30 loại hợp chất tương tự có cấu trúc Mogrolaglycone từ cây La hán quả [24]

Mogroside là một hợp chất tạo ngọt kết hợp với các loại đường như Fructose và Glucose trong SG để làm tăng vị ngọt và hoạt tính của nó

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 24

Hình 1.3 Mogroside V

Hình 1.4 Mogroside VI 1.2.4 Công dụng của La Hán Quả

Hoạt tính dược học:

Chống ho, long đờm và giảm khó thở:

Nghiên cứu các hoạt động chống ho của Mogroside bằng cách thử tần số ho do Amoni hydroxide gây ra ở chuột và các hoạt động long đờm bằng cách thử lượng đờm tiết ra ở chuột Liều uống Mogroside cao hơn 15 g/kg làm cho chuột giảm lại cơn ho, làm tăng mật độ Phenol đỏ tiết ra từ khí quản của chuột Theo phương pháp tuần tự cho nguyên tắc liều lượng hiệu quả trung bình, tác dụng chống ho của SG đã được công nhận [38] Cùng với đó là tác dụng giảm đờm bằng cách tăng bài tiết Phenol đỏ từ khí quản chuột, cũng như bài tiết đờm từ khí quản chuột [31]

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 25

Khả năng kích thích hệ miễn dịch:

Hoạt chất Polysaccharide được chiết xuất từ Mogrosides trong LHG thông qua quá trình tinh chế nguyên liệu khô, nó làm tăng đáng kể trọng lượng của lá lách và các cơ quan miễn dịch, phần trăm tế bào thực bào, mức độ Hemolysin huyết thanh, tốc độ biến đổi của tế bào Lympho; và chức năng của hệ thống miễn dịch Người ta đã báo cáo rằng việc uống nước của LHG ở mức 1.200 và 100 mg/kg làm tăng mức độ Hemolysin huyết thanh, tốc độ chuyển đổi tế bào Lympho, và các chỉ số tuyến ức và lá lách

Kết quả chỉ ra rằng LHG rõ ràng là tăng cường miễn dịch thể dịch và miễn dịch không đặc hiệu [31]

Tác dụng kháng khuẩn:

Chiết xuất từ lá, quả và thân của S grosvenorii có tác dụng ức chế mạnh đối

với Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli và Streptococcus mutans Để kiểm tra tác

dụng kháng khuẩn của quả S grosvenorii, người ta chuẩn bị dịch chiết thô của quả S

grosvenorii khô, các thành phần trong SG được tách bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao Kết

quả cho thấy nhiều hợp chất có hoạt tính ức chế mạnh, trong khi các hợp chất khác không thể hiện hoặc chỉ thể hiện hoạt tính yếu [31]

Tác dụng bảo vệ gan:

Mogroside V là Glycosyd chính trong S grosvenorii [29,30] Mogrosides được xác định có tác động đối với tổn thương gan do Carbon tetrachloride gây ra ở chuột Côn Minh, và Bacillus Calmette – Guerin và Lipopolysaccharide gây ra tổn thương gan Mogrosides không có tác dụng lên các hoạt động của enzym ở gan bình thường nhưng làm giảm nồng độ trong huyết thanh của Alanin aminotransferase, Aspartate transaminase và Malondialdehyde [31]

Các tổn thương giảm đáng kể trong mô gan, chứng tỏ rằng Mogrosides có tác dụng

bảo vệ ở những con chuột bị tổn thương gan cấp tính Do đó, chiết xuất S grosvenorii đã

được chứng minh là có tác dụng bảo vệ đáng kể chống lại tổn thương gan [31] Tác dụng chống oxy-hoá:

Hossen đã báo cáo rằng chiết xuất SG ngăn chặn sự tạo ra Anion superoxide và ức chế sự giải phóng Histamine từ các tế bào mast và làm giảm hành vi gải mũi do Histamine gây ra ở chuột ICR [31]

Khả năng thu gom các Mogroside trên các loại Oxy phản ứng đã được nghiên cứu bằng phương pháp phát quang hóa học Kết quả cho thấy chiết xuất thô của SG có tác dụng chống oxy hóa gần giống như tác dụng của Axit ascorbic [31]

Bốn loại chiết xuất của S grosvenorii đã được bào chế thành công và tác dụng chống

oxy hóa của chúng đã được xác định Kết quả cho thấy bốn chất chiết xuất có hoạt tính chống oxy hóa, tác dụng chống oxy hóa của chúng tuân theo thứ tự sau: chiết xuất Etyl Axetat > chiết xuất nước > chiết xuất Metanol > chiết xuất Etanol

Do đó, bằng chứng này chỉ ra rằng S grosvenorii có thể có giá trị như một loại thực

phẩm và thuốc chữa bệnh [31]

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 26

Tác dụng hạ đường huyết

Chiết xuất SG có thể sửa chữa các tế bào β đảo nhỏ để làm giảm các triệu chứng của bệnh tiểu đường ở chuột Ngoài ra, các hoạt chất của SG có tác dụng hạ đường huyết bao gồm Flavonoid và Polysaccharid Hiện nay, cơ chế hạ đường huyết chính của SG liên quan đến việc sửa chữa tổn thương tuyến tụy, thúc đẩy bài tiết Insulin, loại bỏ các gốc tự do và chống Peroxy hóa Lipid, và ức chế hoạt động của α-Glucosidase ở ruột [31]

1.3 Kim loại vàng

1.3.1 Giới hiệu về kim loại vàng

1.3.1.1 Tính chất hoá học của kim loại vàng

Kim loại vàng có ký hiệu hoá học là Au, có nguồn gốc từ chữ Aurum trong tiếng Latinh Một số thông số của kim loại Au như [38][39]:

Phân tử khối là: 196,97 (u) Số hiệu nguyên tử bằng: 79

Vàng thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp (nhóm 11, phân lớp d, chu kỳ 6, cấu hình electron là: [Xe] (4f145d106s1), mềm, dễ uốn, dễ lát mỏng, màu vàng và chiếu sáng [38][39]

Vàng hầu như là trơ với các hoá chất, nhưng lại tác dụng với nước cường toan để tạo thành Axit cloroauric cũng như sẽ chịu tác động của dung dịch Xyanua của các kim loại kiềm [38][39]

Trong môi trường tự nhiên, vàng tồn tại chủ yếu ở dạng quặng hoặc hạt vàng trong đá, trong các mỏ bồi tích và là một trong số kim loại đúc tiền Nó tồn tại ở dạng đồng vị bền là 197Au, và có cấu trúc lập phương tâm mặt Trạng thái oxy-hoá tồn tại mà thường thấy nhất của vàng là +1 hay còn gọi là hợp chất aurơ và +3 hợp chất auric [38][39]

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 27

1.3.1.2 Tính chất vật lý của kim loại vàng

Bảng 1.1 Tính chất vật lý của kim loại vàng

Tính chất vật lý của kim loại vàng

Trang 28

Nhiệt lượng nóng chảy (K.J.mol−) 12,55

Nhiệt dung riêng (J mol− K−) 25,418

Các hạt nano vàng thường không có độc tính Nó dễ tương tác sinh học và có tính chất quang học và điện tử, tính chất này có được là do hiệu ứng kích thước lượng tử (quantum-sized effect) tạo nên Hạt nano vàng đang thu hút nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu, để ứng dụng các hạt nano này trong các lĩnh vực y sinh học như chẩn đoán, cảm biến, lâm sàng [40] [41] [42]

1.3.2 Khả năng xúc tác của nano vàng

Quá trình oxy hoá CO được xem là một đề tài mà rất nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm, và nano vàng đã được ứng dụng rất nhiều trong nghiên cứu của họ với vai trò như một chất xúc tác vô cùng hiệu quả ta có thể kể đến như là:

Năm 1980, Huruta và cộng sự của mình là một trong những người đầu tiên nhận ra khả năng xúc tác của hạt nano vàng, thông qua quá trình xúc tác của nano vàng trong phản ứng oxy-hoá khí Cacbon monooxi CO không những ở nhiệt độ thường 20–30 oC mà còn ở nhiệt độ –70 oC [43] Là phản ứng quan trọng để khử độc và chống cháy nổ trong các không gian kín, không thoáng khí như dưới hầm mỏ, trong các thiết bị lặn, tàu, ngầm, tàu vũ trụ hoặc để tái tạo lượng CO2 [44]

Cùng với Huruta thì còn có Hutching đã dự đoán đúng và cũng chứng minh được rằng vàng sẽ là chất xúc tác hiệu quả nhất để cho quá trình Hydro hoá Acetylene với sự có mặt của HCl điều chế thành công Poly vinylclorua nó đã đặt nền móng cho ngành công nghiệp nhựa phát triển vô cùng mạnh mẽ ngày nay [45][46]

Daniells và cộng sự của mình cũng đã tiến thành thí nghiệm oxy-hoá CO với xúc tác là Au/Fe2O3 [46] Cùng với nhiều nghiên cứu làm giàu thêm cho khả năng xúc tác mạnh mẻ của nano vàng như nghiên cứu của Raphulu và công sự [46], Bollinger và Vannice[46], Raphulu và cộng sự, Daté và cộng sự [46] , Costello và cộng sự [46], Bond và Thompson [46],…

Các nghiên cứu này càng làm hoàn thiện ứng dụng khả năng xúc tác của các hạt nano vàng Thông qua các nghiên cứu đó mà hạt nano vàng đã khắc phục được những nhược điểm mà nó mắc phải khi tổng hợp, bảo quản, sử dụng,… Các nghiên cứu ấy còn cho ta thấy được những biến đổi về công năng khi ta gắn các hạt nano vàng lên các chất mang khác nhau như Fe2O3, Co3O4, MnOx,…[45][46]

1.3.3 Khả năng kháng khuẩn của nano vàng

Sự phát triển vượt bậc của ngành công nghệ nano đã và đang tạo ra rất nhiều dạng vật liệu nano có nhiều giá trị sử dụng khác nhau Trong đó nano vàng đã và đang được sử dụng rất rộng rãi trong lĩnh vực trị liệu y tế, các mục đích chuẩn đoán và sinh học [47] Qua các nghiên cứu đã đăng báo gần đây thì ta thấy rằng nano vàng đang có rất nhiều ứng 882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 29

dụng trong lĩnh vực kháng khuẩn Một số bài báo có đã được công bố về khả năng kháng khuẩn của nano vàng như:

Ứng dụng nano vàng trong việc chống lại nhiễm trùng do vi khuẩn, và kháng lại độc tính ở cấp độ tế bào ở động vật có vú [47]

Nano vàng ứng dụng ức chế đối với hai loại vi khuẩn E coli và S aureus [48][49]

1.3.4 Khả năng ứng dụng làm cảm biến sinh học

Ngày nay thì sự ảnh hưởng của chất hữu cơ và kim loại nặng từ các chất thải trong các sản xuất công nghiệp được xem là nguồn ô nhiễm đối với môi trường nước nó gây ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng nước và sức khoẻ của con người Đặc biệt là các loại kim loại nặng dù nó tồn tại ở dạng vi lượng cũng được liệt là một chất gây ô nhiễm môi trường tìm ẩn và nguy hiểm [50][51] Mặc dù có rấ nhiều phương pháp nhận biết đã được áp dụng nhưng chúng có một số mặt hạn chế vì giai đoạn chuẩn bị mẫu phức tạp và thiệt bị đắt tiền Nên hiện nay cảm biến sinh học dựa trên vật liệu quý và vật liệu nano đang được nghiên cứu rộng rãi để áp dụng cho lĩnh vực này, mang lại một hướng đi vô cùng khả quan và khắc phục được phần lớn các nhược điểm của các phương pháp trước [50-52] Như ứng dụng vật liệu nano vàng kết hợp với ZnO (NR Au-ZnO) vào việc chế tạo cảm biến sinh học nhận biết glucozo trong máu người nó có tầm quan trong lớn trong việc chuẩn đoán và phòng ngừa bệnh tiểu đường [50]

Một nghiên cứu khác cũng ứng dụng hạt nano vàng làm cảm biến sinh học, nhưng ở đây nano vàng được tổng hợp như một lớp màng có tác dụng làm tăng vùng nhận biết và hiệu suất của cảm biến SERS trong việc phát hiện Glutathione trong huyết thanh ở người Nó có ý nghĩa quan trọng trong việc chuẩn đoán các bệnh lâm sàn như bệnh Alzheimer và ung thư dạ dày, ung thư gan, ung thư trực tràng,… Giới hạn phát hiện và phạm vi tuyến tính của cảm biến SERS trong nghiên cứu này được xem là vượt trội hơn tất cả các phương pháp được phát triển để pháp hiện Glutathione Với nền tảng cảm biến dải rộng từ nanomol đến milimol, ngoài ra thì quá trình phát hiện diễn ra đơn giản và kết quả phát hiện và độ nhạy rất cao [52] Cho thấy tìm năng ứng dụng cao của hạt nano vàng trong lĩnh vực ứng dụng làm cảm biến sinh học

1.3.5 Ứng dụng của nano vàng

Các nhà khoa học đã nghiên cứu sự phá hủy mô, bằng cách sử dụng những viên thuốc nhộng trị ung thư bên trong khối u Để đưa những chất này vào đúng vị trí, các nhà khoa học tạo ra những viên nhộng rất nhỏ (vài nanomet) Vỏ ngoài viên nhộng được cấu tạo bởi nhiều lớp polymer rất mỏng đặt lên nhau, cho phép chúng vượt qua dễ dàng lớp màng bên ngoài tế bào Trên bề mặt viên nhộng là những hạt nano vàng Khi đã hấp thụ vào những tế bào trong khối u, viên nhộng sẽ di chuyển bằng tia hồng ngoại Sức nóng này sẽ đẩy những hạt vàng di chuyển khiến viên nhộng vỡ ra và phá vỡ kết cấu những tế bào ác tính [53]

Vàng ngày nay có thể được sử dụng trong thực phẩm và có mã số cho phụ gia thực phẩm là E–175 [54] Vàng lá, bông hay bụi vàng được phũ lên trên thực phẩm cho giới thượng lưu, đặc biệt là bánh kẹo và đồ uống, vàng được xem như là vật trang trí [55] 882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 30

Trong nhiếp ảnh, các chất liệu màu bằng vàng được dùng để chuyển đổi màu của các điểm trắng và đen trên giấy ảnh thành màu xám và xanh hay để tăng sự ổn định của chúng Được dùng trong in tông nâu đỏ, vàng tạo ra các tông đỏ, Kodak đã công bố các công thức cho nhiều kiểu tông màu từ vàng, trong đó sử dụng vàng từ muối clorua [56]

Trong mỹ phẩm: người ta sử dụng nano vàng trong các sản phẩm làm đẹp Tinh chất vàng nano có tác dụng xóa nhăn, xóa nám, tăng sinh colagen, tăng cơ, se khít lỗ chân lông Trong bảo vệ môi trường, xử lý nước thải bằng màng thẩm thấu ngược, phát hiện ra các ion kim loại độc hại như: Pb2+, Cr2+, Hg2+,… Đầu cảm thụ sắc kế sử dụng nano vàng rất nhạy dễ phát hiện ra những ion kim loại này [53]

1.4 Ô nhiễm nước do kim loại Pb2+

1.4.1 Khái quát về kim loại Chì (Pb2+) 1.4.1.1 Tính chất hoá học của kim loại Chì

Kim loại chì có kí hiệu hoá học là Pb, phiên âm theo tiếng Latin của chì là Plumbum Có số hiệu nguyên tử là: 82

Khối lượng nguyên tử: 207,2

Có hai dạng hoá trị phổ biến là hoá trị II và IV Chì có cấu trúc tinh thể là lập phương tâm mặt

Chì là kim loại nặng thuộc nhóm 14, phân lớp p, chu kỳ 6, cấu hình electron là: [Xe] 4f145d106s26p2, mềm, độc hại và có thể tạo hình, dễ bị oxy-hoá trong không khí làm xỉ màu của kim loại Chì có số nguyên tố cao nhất trong các nguyên tố bền

Chì kim loại có tồn tại trong tự nhiên nhưng ít được tìm thấy tồn tại riêng lẻ Mà chỉ thường được tìm thấy ở dạng quặng cùng với kẽm, bạc và đồng, và được khai thác cùng với các kim loại này

Hình 1.7 Navacos ứng dụng nano vàng trong trị mụn dưỡng da

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 31

Hình 1.8 Cấu trúc tinh thể của Chì

Khoáng chì chủ yếu là Galena (PbS), trong đó Chì chiếm 86,6% khối lượng Các dạng khoáng chứa chì khác như Ceruscite (PbCO3) và Anglesite (PbSO4)

Đồng vị phóng xạ phổ biến của Chì là 202Pb, với chu kỳ bán rã là 53000 năm Thông qua quá trình phân rã phóng xạ của các nguyên tố nặng hơn như Arani hay Thori, ta có thể tìm thấy được hầu hết đồng vị chỉ Chì trừ đồng vị 204P

Trang 32

Trạng thái vật lý Chất rắn Độ âm điện (Theo thang Pauling) 2,33

1.4.2 Độc tính của kim loại chì

Chì (Pb) là một chất gây ô nhiễm môi trường độc hại thường xuất hiện trong nước thải từ đô thị, khai thác mỏ và nguồn công nghiệp Mặc dù là một trong những kim loại nặng độc hại nhất, nhưng Chì vẫn được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất các sản phẩm thông dụng như son, xăng, mỹ phẩm, gốm dầu và cái thiết bị điện tử [57] Lượng Chì được xả thải ra môi trường không có khả năng tự phân huỷ Là một trong những nguyên nhân gây suy giảm chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sức khoẻ và sự phát triển sinh vật và kể cả con người [57-59]

Ngộ độc Chì ảnh hưởng rất nhiều đến sức khoẻ con người như: nó thay đổi sự phát triển của tế bào thần kinh, rối loạn chuyển hoá gan, gây sẩy thai chết thai nhi hoặc gây những dị tật cho thai nhi [57][58], gây ra các bệnh cấp tính và mãn tính cho não ở trẻ em nếu bị ngộ độc nặng kèm theo đó là ảnh hưởng đến hệ thần kinh giác quan [58] Chấn thương thận [58],… Cùng với đó khi tiến hành thí nghiệm về tác hại của Chì đối với sinh vật thì còn vô vàng những ảnh hưởng nghiêm trọng được tìm thấy [58 ] Từ những ảnh hưởng nghiêm trọng đó đặt ra cho các nhà khoa học đề tài lớn về việc tìm ra các phương pháp phát hiện và xử lý khi bị ngộ độc Chì Hiện nay thì đã có rất nhiều phương pháp để xác định sự có mặt của Chì trong môi trường tuy nhiên nhìn chung thì nó có nhược điểm chính là quá trình chuẩn bị mẫu quá phức tạp, tuy nó có độ chính xác cao nhưng thời gian phân tích lại khá mất thời gian Nên ứng dụng cảm biến sinh học cho việc phát hiện kim loại chì được xem là một phương pháp đáng chú ý Đã và đang có rất nhiều bài báo cáo về lĩnh vực ứng dụng này mở ra một hướng nghiên cứu mới để khắc phục được những thiếu sót đi kèm ảnh hưởng đến môi trường của sự nghiệp công nghiệp hoá ngày nay

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 33

2.1.2 Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu

Bảng 2.1 Danh sách thiết bị sử dụng trong nghiên cứu

1 Bếp điện, tủ sấy, tủ hút

Phòng thí nghiệm Khoa Công Nghệ Hoá Học Trường ĐH Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí

MInh 2 Cân phân tích

3 Máy quang phổ UV-VIS

Máy Metash UV5100 UV-Vis spectrophotometfr

4 Máy đo phổ FT-IR Máy Tensor 27, Bruker, Đức

5 Nhiễu xạ tia X (XRD) Máy Shimadzu 6100, Nhật Bản

6

Thiết bị phân tích kích thước hạt (DLS- Thế zeta)

Máy Horiba 100 (Nhật Bản)

SZ-7 Kính hiển vi điện tử truyền qua

HR-TEM Máy Jem Jeol 2100 (Nhật Bản)

Phòng hiển vi điện tử - Viện khoa học Vật liệu Hà Nội

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 34

2.1.3 Dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu

Bảng 2.2 Danh sách dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm

2.1.4 Hoá chất sử dụng trong nghiên cứu

Bảng 2.3 Danh sách hoá chất sử dụng trong nghiên cứu

1 Tetrachloroauric acid

trihydrate HAuCl4.3H2O, ≥ 99.9%

Acros Organics (Belgium)

(Singapore)

3 2-Nitrophenol hay

o-Nitrophenol (2NP) 2-NP, C6H5NO3 ≥ 98.0%

Merck (Singapore)

4 3-Nitrophenol hay

m-Nitrophenol(3NP) 3-NP, C6H5NO3 ≥ 98.0%

Merck (Singapore)

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 35

6 Ethanol 99% C2H5OH Kanto, Nhật Bản

2.2 Chuẩn bị hoá chất và dung dịch chiết sử dụng trong nghiên cứu 2.2.1 Pha hoá chất sử dụng trong nghiên cứu

Pha 100 mL dung dịch HAuCl4.3H2O 10mM:

Cân chính xác 0,394g HAuCl4.3H2O cho vào bình định mức 100 mL, sau đó định mức đến vạch bằng nước siêu tinh khiết, cho vào bể đánh siêu âm để tạo sự đồng nhất trong dung dịch Muốn sử dụng ở những nồng độ thấp hơn ta chỉ cần pha loãng từ HAuCl4.3H2O 10mM này

Pha 100 mL dung dịch NaBH4 1 M:

Cân 3.8 g NaBH4 rắn cho vào becker 100 mL, sau đó định mức bằng nước cất 10 mL trong ống đong, lắc đều thu được dung dịch NaBH4 1 M, sử dụng trong vòng 1 tuần

Pha 500 ml dung dịch AgNO3 10 mM:

Cân chính xác 0.85g AgNO3 10mM cho vào bình định mức 500 mL, sau đó định mức đến vạch bằng nước siêu tinh khiết, cho vào bể đánh siêu âm để toạ sự đồng nhất trong dung dịch, quy trình pha thực hiện ở nhiệt độ phòng Để sử dụng ở nồng độ thấp hơn ta tiến hành pha loãng dung dịch từ dung dịch gốc AgNO3 10mM

2.2.2 Chuẩn bị dịch chiết sử dụng trong nghiên cứu

Hình 2.1 La hán quả trước và sau khi xử lý

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 36

LHG sau khi đã được sấy khô dưới ánh sáng mặt trời ta sẽ bốc bỏ phần vỏ và hạt của LHG Phần thịt quả thu được ta tiếp tục tiến hành như sau:

Cân chính xác khoảng 5 (g) thịt LHG trên cân phân tích bốn số để hạn chế sai số lượng cân khi tiến hành thực nghiệm Sau đó cho toàn bộ lượng cân vừa rồi vào becher 500ml ta đun sôi nhẹ trên máy khuấy từ có gia nhiệt trong một giờ đồng hộ Đun nhỏ lửa trong giai đoạn này nhằm đảm bảo lượng chất hữu cơ trong LHG được chiết ra là nhiều nhất, và bảo toàn trạng thái của các hợp chất hữu cơ kém bền nhiệt có trong LHG sau khi chiết Phần dịch chiết màu nâu nhạt thu được sẽ được để nguội ở nhiệt độ phòng Các chất cặn có trong dịch chiết SG được làm sạch bằng cách lọc qua giấy lọc Whatman filter paper No.1 Phần dung dịch trong suốt cuối cùng là phần dịch chiết mang đi tổng hợp nano vàng SG-AuNPs

Quả La Hán Quả

Dịch chiết La Hán Quả

Sơ đồ 2.1 Quy trình tổng hợp dịch chiếc LHG

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 37

2.3 Tổng hợp nano vàng (SG-AuNPs) và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp

2.3.1 Quá trình tổng hợp nano vàng (SG-AuNPs)

Quá trình tổng hợp nano vàng được diễn ra chi tiết như sau:

Phân dịch chiết thu được cuối cùng sau quá trình xử lý sẽ cho vào ống nghiệm, tương tự với dung dịch HAuCl4 cũng được hút cho vào ống nghiệm cho vào bể điều nhiệt để đồng nhất nhiệt độ của hai dung dịch lại với nhau Sau khoảng năm phút đồng nhất nhiệt độ thì ta tiến hành trộn hai dung dịch đó lại với nhau với tỷ lệ dịch chiết so với HAuCl4 là 1:10

Sau đó ta tiến hành đun và khuấy trộn đều liên tục hỗn hợp đó Toàn bộ quá trình tổng hợp nano vàng được diễn ra trong bóng tối để hạn chế tối đa việc các các hạt nano vừa tạo ra bị chuyển hoá bởi các phản ứng quang hoá Hỗn hợp này lúc đầu có màu nâu vàng của dịch chiết SG sau đó sẽ dần dần chuyển sang màu đỏ rubi nếu vẫn tiếp tục đun ta sẽ thu được dung dịch màu tím sự đổi màu đó là do hiện tượng SPR, sự chuyển màu ấy cũng được hiểu là các hạt nano SG-AuNPs đang được hình hành

Dung dịch SG-AuNPs được tổng hợp ở các điều kiện tối ưu được mang đi nghiên cứu về trạng thái và cấu trúc của vật liệu như Nhiễu xạ tia X dạng bột (XRD) được thực hiện trên máy khuếch tán tia X Shimadzu 6100 (Nhật Bản) với bức xạ CuK α ở bước sóng 1,5406 nm, điện áp tăng tốc 40 kV, dòng điện 30 mA, tốc độ quét 0,05 °/s, kích thước bước 0,02o và phạm vi 2θ từ 10° đến 80° nhằm xác định cấu trúc tinh thể nano vàng

Dung dịch Au3+ Dịch chiết LHG

Khuấy trộn Gia nhiệt

Dung dịch SG-AuNPs

Đo XRD, FT-IR, HR-TEM, SAED, EDX, DLS

Sơ đồ 2.2 Quy trình tổng hợp nano vàng

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 38

Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) được tiến hành đo trên máy quang phổ Bruker Tensor 27 (Đức) để phát hiện các nhóm chức năng trong chiết xuất khô trái cây SG và SG-AuNPs

Kính hiển vi điện tử truyền dẫn độ phân giải cao (HR-TEM) được thực hiện trên Jem Jeol 2100 (Nhật Bản) để nghiên cứu hình thái và kích thước hạt của SG-AuNPs ở dạng dung dịch keo

Nhiễu xạ điện tử (SAED) được trang bị trên HR-TEM đã được áp dụng để xác nhận bản chất tinh thể của SG-AuNPs

Quang phổ tia X phân tán năng lượng (EDX) tích hợp với HR-TEM cũng được sử dụng để có được quang phổ EDX và hình vật liệu

Cuối cùng, là tiến hành đo phương pháp Dynamic light scattering (DLS) và zeta của SG-AuNPs bằng thiết bị Horiba SZ-100 (Nhật Bản) nhằm xác định các chất bám trên bề mặt của vật liệu

Ứng dụng để làm suy giảm nồng độ của Nitrophenol và phát hiện Pb(II) Để đảm bảo được hạt nano vàng được tạo ra là tối ưu, ta tiến hành khảo sát 3 thông số tối ưu đó là: thời gian tối ưu cho quá trình tổng hợp, nhiệt độ tối ưu và cuối cùng là nồng độ tối ưu của dung dịch HAuCl4 sử dụng trong quá trình tổng hợp

2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tổng hợp nano vàng

Ta bắt đầu tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tổng hợp hạt nano vàng bằng cách cho dung dịch Au3+ và dịch chiết quả La Hán Quả phản ứng trực tiếp với nhau ở các điều kiện:

Nồng độ: 0,5 mM Nhiệt độ: 50℃

Tỉ lệ dịch chiết: Au3+: 1:1

Và tương ứng với thời gian lần lượt là: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 phút

Các mẫu này sẽ được mang đi quét UV-VIS theo thời gian tương ứng trên để xác định xem có sự hình thành của nano vàng hay không

Phổ UV-Vis của nano vàng có peak đặc trưng là 500 - 570 nm Nên nếu kết quả thực nghiệm cho ra phổ nằm trong khoảng đặc trưng là từ 500 - 570 nm thì ta kết luận có sự hình thành của nano vàng

Bảng 2.4 Thông số các giá trị khảo sát thời gian của phản ứng tạo nano vàng

STT Thời Gian (phút) Nồng độ Au3+ (mM)

Nhiệt độ (oC)

Tỉ lên dịch chiết SG:Au3+

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 39

2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Au3+ đến quá trình tổng hợp nano vàng

Ta bắt đầu tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tổng hợp hạt nano vàng bằng cách cho dung dịch Au3+ và dịch chiết quả La Hán Quả phản ứng trực tiếp với nhau, ở các điều kiện:

Thời gian: 50 phút Nhiệt độ: 50℃

Tỉ lệ dịch chiết: Au3+: 1:1

Và tương ứng với nồng độ của Au3+ lần lượt là: 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25 mM

Các mẫu này sẽ được mang đi quét UV-Vis theo thời gian tối ưu đã xác định Để xác định nồng độ Au3+ tối ưu cho nghiên cứu

Ta vẫn quét phổ UV-Vis ở khoảng bước sóng đặc trưng của hạt nano vàng là từ 570 nm Dựa vào sự thay đổi của các peak khi tiến hành đo UV-Vis mà ta có thể xác định được nồng độ tối ưu cần dùng cho quá trình tổng hợp hạt nano vàng

500-Bảng 2.5 Thông số các giá trị khảo sát nồng độ Au3+ của phản ứng tạo nano vàng

Nhiệt độ (oC)

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM

Trang 40

2 50 0.5 50 1:1

2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tổng hợp nano vàng

Ta bắt đầu tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tổng hợp hạt nano vàng bằng cách cho dung dịch Au3+ và dịch chiết quả La Hán Quả phản ứng trực tiếp với nhau, ở các điều kiện:

Thời gian: 50 phút Nồng độ Au3+: 0.75 mM Tỉ lệ dịch chiết: Au3+: 1:1

Và tương ứng với nhiệt độ lần lượt là: 50, 60, 70, 80, 90, 100℃

Các mẫu này sẽ được mang đi quét UV-Vis theo thời gian và nồng độ Au3+ tối ưu đã xác định Để xác định nhiệt độ tối ưu cho nghiên cứu

Các mẫu này được cố định các thông số tối ưu đã xác định ở các lần thực nghiệm trước Ta vẫn sử dụng máy UV-Vis để quét phổ, giữ nghuyên vùng peak đặt trưng của nano vàng để tiến hành thực nghiệm là từ 500-570 nm Dựa vào hình dạng đỉnh peck mà ta xác định dược thông số tối ưu cuối cùng là nhiệt dộ

Bảng 2.6 Thông số các giá trị khảo nhiệt độ của phản ứng tạo nano vàng

Nhiệt độ (oC)

882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM882413068:50:31 PM8:50:31 PM