Luận văn thạc sĩ Công nghệ hóa học: Nghiên cứu tổng hợp dung dịch keo nano bạc dùng chất khử Glucose

Tính chҩt quang hӑc: Trong mӝt sӕ ӭng dөng trong thӵc tiӉn cӫa hҥt nano bҥc thì có mӝt sӕ ӭng dөng dӵa vào nhӳng tính chҩt quang hӑFÿһc biӋt cӫa nó, ví dө QKѭKҥt nano bҥc trӝn vào thӫy

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

W X -

HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: PHÚ TẤN KHƯƠNG

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DUNG DỊCH KEO NANO BẠC DÙNG CHẤT KHỬ GLUCOSE

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 60 52 75

LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TIẾN SĨ TỐNG THANH DANH

Thành Phố Hồ Chí Minh, 12/2013

Trang i

 

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS TỐNG THANH DANH

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS HUỲNH KHÁNH DUY

Cán bộ chấm nhận xét 2: TSKH HOÀNG NGỌC ANH Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 25 tháng 12 năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1 PGS TS PHAN THANH SƠN NAM

2 TS HUỲNH KHÁNH DUY

3 TSKH HOÀNG NGỌC ANH

4 TS TỐNG THANH DANH

5 TS TRẦN THỊ KIỀU ANH Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

Trang ii

 

Tp.HCM, ngày 04 tháng 01 năm 2014

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ

Họ và tên học viên: Phú Tấn Khương

Ngày tháng năm sinh: 24/12/1988 Nơi sinh: Bạc Liêu Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC MSHV: 11050143

I TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DUNG DỊCH KEO NANO BẠC

DÙNG CHẤT KHỬ D-GLUCOSE II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

• Tổng hợp nano bạc bằng hai quy trình với cùng một chất khử là D-glucose • Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp

• Khảo sát sự tương tác của các tác chất trong cả hai quy trình

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24 / 06 / 2013 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 22/ 11 / 2013 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

TS TỐNG THANH DANH

Tp HCM, ngày 04 tháng 01 năm 2014

TRƯỞNG KHOA

Với tất cả lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin chân thành cảm ơn Cô Vương Ngọc Chính, Thầy Tống Thanh Danh đã chỉ bảo tận tình và truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm vô cùng quý báu trong suốt thời gian em thực hiện luận văn tốt nghiệp

Một lần nữa con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình đã động viên giúp đỡ con về mặt vật chất và tinh thần trong quá trình học tập, hoàn thành luận văn Cùng tất cả các bạn sinh viên trường đại học Bách khoa đã hỗ trợ nhiệt tình và giúp tôi thực hiện luận văn này

Học viên thực hiện

Phú Tấn Khương

1.1.4 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước 7

1.2 CỒNG NGHỆ HẠT NANO KIM LOẠI .9

1.2.1 Các khái niệm cơ bản 9

1.2.2 Các hiệu ứng của vật liệu nano 9

1.3 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HẠT NANO KIM LOẠI 11

1.3.1.Phương pháp điều chế hạt nano kim loại 11

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Nhiệm vụ thực hiện luận văn 18

2.2 Nội dung thực hiện luận văn 18

2.3 Phương tiện nghiên cứu 19

2.3.1 Hóa chất sử dụng 19

2.3.2 Thiết bị sử dụng 19

2.4 Phương pháp nghiên cứu 20

2.4.1 Chuẩn bị nguyên liệu 20

2.4.2 Khảo sát quá trình khử hóa Ag+ tạo nano bạc trong hai quy trình để tìm ra điều kiện tổng hợp thích hợp nhất cho từng quy trình 20

2.4.3 Đánh giá các tính chất đặc trưng của sản phẩm tạo thành 20

3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử hóa tạo nano bạc 28

3.2.1 Chọn đáp ứng theo dõi quá trình khử hóa 28

3.2.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình khử hóa 30

3.2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khử hóa 30

3.2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol D-glucose so với AgNO3 trong quá trình khử hóa 33

3.2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol NaOH so với AgNO3 36

3.2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol NH3 so với AgNO3 38

3.2.2.5 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol trinatri citrate so với AgNO3 41

3.2.2.6 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol tinh bột tan so với AgNO3 43

3.3 Khảo sát sự tương tác giữa các cấu tử gây tăng khả năng khử cho D-glucose 47

3.3.1 Tương tác giữa D-glucose và NH3, NaOH, tinh bột tan trong quy trình 1 .47

3.3.2 Tương tác giữa D-glucose và trinatri citrate, tinh bột tan trong quy trình 2 52

3.3.3 Đánh giá sản phẩm dung dịch keo nano bạc (AgNPs) tạo thành 57

KẾT LUẬN 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

Trang vi

 

PHỤ LỤC 65

Trang vii

 

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các tính chất của kim loại bạc 2

Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng nghiên cứu 19

Bảng 3.1 Điều kiện khảo sát ảnh hưởng của thời gian khử hóa 31

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của T(h)đến quá trình khử hóa 32

Bảng 3.3 Điều kiện khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol D-glucose so với AgNO3.34 Bảng 3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol D-glucose so với AgNO3 34

Bảng 3.5 Điều kiện khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol NaOH so với AgNO3 36

Bảng 3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol NaOH so với AgNO3 36

Bảng 3.7 Điều kiện khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol NH3 so với AgNO3 39

Bảng 3.8 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol NH3 so với AgNO3 39

Bảng 3.9 Điều kiện khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol trinatri citrate so với AgNO3 41

Bảng 3.10 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol trinatri citrat so với AgNO3 42

Bảng 3.11 Điều kiện khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol tinh bột tan so với AgNO3 44

Bảng 3.12 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol tinh bột so với AgNO3 44

Bảng 3.13 Điều kiện tổng hợp nano bạc AgNPs cho hai quy trình 46

Bảng 3.14 Điều kiện trong khảo sát tương tác giữa D-glucose và NH3, NaOH, tinh bột tan 47

Bảng 3.15 Kết quả đánh giá sự tương tác giữa D-glucose và NH3, NaOH, tinh bột tan 47

Bảng 3.16 Điều kiện trong khảo sát tương tác giữa D-Glucose và trinatri citrate, tinh bột tan 52

Bảng 3.17 Kết quả đánh giá sự tương tác giữa D-glucose và trinatri citrate, tinh bột tan 52

Trang viii

 

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1.Mô hình thể hiện các biện pháp bền hóa 13

Hình 1 2 Quá trình tổng hợp nano bạc bằng phương pháp Micell đảo 16

Hình 3.1 Mô hình khử hóa tạo nano bạc AgNPs từ tiền chất Ag+ 24

Hình 3.2 Sơ đồ quy trình tổng hợp AgNPs (quy trình 1) 26

Hình 3.3 Sơ đồ quy trình tổng hợp AgNPs (quy trình 2) 27

Hình 3.4 Mô hình minh họa hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt 28

Hình 3.5 Đồ thị liên hệ giữa Amax và r 30

Hình 3.6 Đồ thị liên hệ giữa λmax và r 30

Hình 3.7 Đồ thị liên hệ giữa A và λ so với bán kính hạt r 31

Hình 3.8 Phổ UV-Vis trong khảo sát ảnh hưởng của thời gian khử hóa 32

Hình 3.9 Đồ thị biểu thị liên hệ giữa Amax và Tkh của hai quy trình khử hóa 33

Hình 3.10 Phổ UV-vis khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ D-glucose so với AgNO3 35

Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn liên hệ giữa Amax và rglucose/AgNO3 của hai quy trình khử hóa 35

Hình 3.12 Phổ UV- vis khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol NaOH so với AgNO3 37

Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn liên hệ giữa Amax và rNaOH/AgNO3 của quy trình khử hóa 38

Hình 3.14 Phổ UV- vis khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol NH3 so với AgNO3 40

Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn liên hệ giữa Amax và rNH3/AgNO3 của quy trình khử hóa 40

Hình 3.16 Phổ UV-vis khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol trinatri citrat so với AgNO3 42

Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn liên hệ giữa Amax và rcitrate/AgNO3 của quy trình khử hóa 43

Hình 3.18 Phổ UV-vis khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ tinh bột so với AgNO3 45

Hình 3.19 Đồ thị biểu diễn liên hệ giữa Amax và rtb/AgNO3 của quy trình khử hóa 45

Hình 3.22 Phổ XRD của nano bạc được tổng hợp bằng hai quy trình 57

Hình 3.23 Ảnh TEM của dung dịch keo nano bạc cho cả hai quy trình 58

Hình 3.24 Phổ UV-Vis trong điều kiện tổng hợp thích hợp của hai quy trình 59

Trang x

 

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BHTTH : Bảng hệ thống tuần hoàn

TEM : Transmission Electron Microscope

Điều chế bạc kim loại có kích thước nano có thể tiến hành bằng nhiều phương pháp khác nhau, nhưng phương pháp khử hóa học được xem là ít tốn kém và ít rủi ro nhất Trong phương pháp hóa học điều chế nano bạc trước đây thường sử dụng những chất khử mạnh như NaBH4 nhưng hiện nay xu thế mới là sử dụng các chất khử trung bình và một trong những chất khử đó là D-glucose Để phản ứng khử hóa tạo nano bạc bằng D-glucose có thể diễn tiến nhanh chóng người ta thường dùng các chất hỗ trợ để thúc đẩy quá trình khử hóa

Chính vì điều đó, mục tiêu chính của luận văn này là tổng hợp nano bạc bằng cách dùng tiền chất bạc nitrat và chất khử là D-glucose với sự hỗ trợ của trinatri citrat/tinh bột hoặc NaOH/NH3/tinh bột Đánh giá sự tương tác lẫn nhau giữa các tác chất trong quá trình tổng hợp nano bạc theo các cách trên Từ đó rút ra được một số biện pháp thúc đẩy quá trình khử hóa bạc khi dùng chất khử hóa không mạnh

&KѭѫQJ TӘNG QUAN

Trang 1

1.1 ,0/2Ҥ,%Ҥ&9¬+Ҥ71$12%Ҥ& 1.1.1 LPORҥLEҥF

7Ë1+&+Ҩ71*8<Ç17Ӱ KӕLOѭӧQJQJX\rQWӱ ÿY&

Bán kính Van der Waals 172 pm &ҩXKuQKelectron [Kr]4d105s1 (OHFWURQWUrQPӭFQăQJOѭӧQJ 2, 8, 18, 18, 1 7UҥQJWKiLR[LKyD OѭӥQJWtQK &ҩXWU~FWLQKWKӇ +uQKOұSSKѭѫQJ 7Ë1+&+Ҩ79Ұ7/é

7UҥQJWKiLWUұWWӵWӯ 1JKӏFKWӯ 7KӇWtFKSKkQWӱ 10.27* 10-6 m3/mol

Kim loҥi bҥc có nhӳng tính chҩWÿһFWUѭQJFӫa kim loҥLQyLFKXQJQKѭ

- Có ánh kim - &yNKӕLOѭӧQJWѭѫQJÿӕLOӟQ - 'ӉNpRGjLYjGiWPӓQJ - &yÿLӇPQyQJFKҧ\FDRFӭQJ - &yNKҧQăQJGүQÿLӋQYjQKLӋWWӕW

1.1.2 +ҥWQDQREҥF 1.1.2.1 Khái niӋm:

Hҥt nano bҥFGQJÿӇ chӍ các hҥWFyNtFKWKѭӟFQDQRÿѭӧc tҥo thành tӯ bҥc Các hҥt nano bҥFWKѭӡng nhӓ KѫQQPYjFKӭa khoҧng 10-15.000 nguyên tӱ bҥc

1.1.2.1 Tính chҩt cӫa hҥt nano bҥc: a Tính chҩt quang hӑc:

Trong mӝt sӕ ӭng dөng trong thӵc tiӉn cӫa hҥt nano bҥc thì có mӝt sӕ ӭng dөng dӵa vào nhӳng tính chҩt quang hӑFÿһc biӋt cӫa nó, ví dө QKѭKҥt nano bҥc trӝn vào thӫy tinh cho các sҧn phҭm có màu sҳc khác nhau

Trang 3

HiӋQWѭӧng này bҳt nguӗn tӯ hiӋQWѭӧng cӝQJKѭӣng Plasmon bӅ mһWGRÿLӋn tӱ tӵ do trong hҥt nano bҥc hҩp thө ánh sáng chiӃXYjR7K{QJWKѭӡQJFiFGDRÿӝng bӏ dұp tҳt nhanh chóng bӣi các sai hӓng mҥng hay bӣi chính các nút mҥng tinh thӇ trong kim loҥi khi quҧQJÿѭӡng tӵ do trung bình cӫDÿLӋn tӱ nhӓ KѫQNtFKWKѭӟc 1KѭQJNKLNtFKWKѭӟc cӫa kim loҥi nhӓ KѫQTXҧQJÿѭӡng tӵ do trung bình thì hiӋn Wѭӧng dұp tҳt không còn nӳDPjÿLӋn tӱ sӁ GDRÿӝng cӝQJKѭӣng vӟi ánh sáng kích thích Do vұy tính chҩt quang cӫa hҥt nano bҥFFyÿѭӧc do sӵ GDRÿӝng tұp thӇ cӫa FiFÿLӋn tӱ dүQÿӃQTXiWUuQKWѭѫQJWiFYӟi bӭc xҥ VyQJÿLӋn tӯ.KLGDRÿӝQJQKѭvұ\FiFÿLӋn tӱ sӁ phân bӕ lҥi trong các hҥt nano bҥc làm cho hҥt nano bҥc bӏ phân cӵFÿLӋn tҥo thành mӝWOѭӥng cӵFÿLӋn Vì vұy sӁ xuҩt hiӋn mӝt tҫn sӕ cӝQJKѭӣng phө thuӝc vào nhiӅu yӃu tӕ WURQJÿyFiF\Ӄu tӕ vӅ KuQKGiQJÿӝ lӟn cӫa hҥt nano bҥFYjP{LWUѭӡng xung quanh là các yӃu tӕ ҧQKKѭӣng nhiӅu nhҩt NӃu mұWÿӝ cao thì phҧL[pWÿӃn ҧQKKѭӣng cӫDTXiWUuQKWѭѫQJWiFJLӳa các hҥt [11,27]

b Tính chҩWÿLӋn:

Ĉӕi vӟi vұt liӋu khӕLWKHRÿӏnh luұt Ohm cho thҩ\ÿѭӡng I – U là mӝWÿѭӡng tuyӃQWtQK.KLNtFKWKѭӟc cӫa vұt liӋu giҧm dҫn hiӋu ӭng giam cҫPOѭӧng tӱ làm rӡi rҥc hóa cҩXWU~FYQJQăQJOѭӧng HӋ quҧ cӫDTXiWUuQKOѭӧng tӱ hóa này là I – U không còn tuyӃn tính nӳDÿӕi vӟi nano bҥc) mà xuҩt hiӋn mӝt hiӋu ӭng gӑi là hiӋu ӭng chҳQ&RXORPEOjPFKRÿѭӡng I – U bӏ nhҧy bұc [11,27]

c Tính chҩt tӯ:

Bҥc có tính nghӏch tӯ ӣ trҥng thái khӕi do sӵ bù trӯ cһSÿLӋn tӱ Khi vұt liӋu thu nhӓ NtFKWKѭӟc thì sӵ bù trӯ trên sӁ không toàn diӋn nӳa và vұt liӋu có tӯ tính WѭѫQJÿӕi mҥnh [11,27]

d Tính chҩt nhiӋt:

NhiӋWÿӝ nóng chҧy Tm cӫa vұt liӋu phө thuӝc vào mӭFÿӝ liên kӃt giӳa các nguyên tӱ trong mҥng tinh thӇ Trong tinh thӇ, mӛi mӝt nguyên tӱ có mӝt sӕ các nguyên tӱ lân cұn có liên kӃt mҥnh gӑi là sӕ phӕi vӏ Các nguyên tӱ trên bӅ mһt vұt liӋu sӁ có sӕ phӕi vӏ nhӓ KѫQVӕ phӕi vӏ cӫa các nguyên tӱ ӣ trҥng thái bên trong nên

Trang 4

chúng có thӇ dӉ dàng tái sҳp xӃSÿӇ có thӇ ӣ trҥQJWKiLNKiFKѫQ1KѭYұy, nӃu kích WKѭӟc cӫa hҥt nano bҥc giҧPWKuQKLrWÿӝ nóng chҧy sӁ giҧm [11,27].

e Tính chҩt diӋt khuҭn cӫa nano bҥc:

Bҥc và ion bҥFFNJQJJLӕng QKѭFKuYjWKӫ\QJkQFyÿӝFWtQKÿӕi vӟi mӝt sӕ loҥi vi khuҭn, virus, nҩP QKѭQJ EҥF NK{QJ Fy ÿӝF WtQK FDR ÿӕi vӟL QJѭӡi Thӱ nghiӋm trong ӕng nghiӋm cho thҩy bҥc giӃt chӃt nhiӅu loҥi vi sinh vұt

Bҥc ӣ NtFKWKѭӟFQDQRFNJQJFyQKӳQJÿһFWUѭQJUҩt khác nhau so vӟi bҥc EuQKWKѭӡQJĈyOjPӝt kháng sinh tӵ nhiên và rҩt mҥnh, có khҧ QăQJSKzQJQJӯa mӑi sӵ truyӅn nhiӉP1yÿyQJYDLWUzOjPӝt chҩt xúc tác, có thӇ vô hiӋu hóa tҩt cҧ các emzym cҫn thiӃt cho sӵ WUDRÿәi oxy cӫa vi khuҭn, virus và nҩm Bҥc nano có khҧ QăQJJLӃt chӃWKѫQORҥi vi khuҭn khác nhau chӍ trong vòng mӝt phút

Tӯ các tính chҩt trên cӫa hҥt nano bҥc ta có thӇ ӭng dөng hҥt nano bҥc vào WURQJFiFOƭQKYӵc sau:

1.1.3 Mӝt sӕ ӭng dөng cө thӇ cӫa nano bҥc: 1.1.3.1 7URQJOƭQKYӵc y- sinh hӑc:

Các hҥt nano bҥFÿѭӧc sӱ dөng trong các cҧm biӃn sinh hӑc dùng trong các chҭQÿRiQEӋnh Ӭng dөng hҥt nano bҥc trong các lӟp phӫ chӕng vi khuҭn cӫa dөng cө y tӃ

Mӝt sӕ nghiên cӭu và thí nghiӋPÿDQJÿѭӧc tiӃn hành vӟi viӋc sӱ dөng hҥt nano bҥFÿӇ WK~Fÿҭy lành vӃWWKѭѫQJYjQJăQQJӯa lây nhiӉm thông qua các ӭng dөng tҥi chӛ%ăQJYӃWWKѭѫQJFKӭa các hҥt nano bҥFGQJÿӇ ÿLӅu trӏ tҥi chӛ các vӃt ORpWFNJQJQKѭFiFYӃt bӓng Nghiên cӭu cho thҩ\ÿLӅu trӏ bӓng bҵng nano bҥFÿҥt hiӋu quҧ cao do nano bҥc ӭc chӃ vi khuҭn phát triӇn và phөc hӗi tәQWKѭѫQJÿӗng thӡi các hҥt nano bҥc có khҧ QăQJÿLӅu tiӃt giҧi phóng tӯ tӯ các ion bҥc vào dӏch vӃt WKѭѫQJÿӇ kích thích các cytokin hӛ trӧ ÿLӅu trӏ hoһc ӭc chӃ các cytokin hӛ trӧ viêm YjJLDWăQJkháng hóa các tӃ bào tәQWKѭѫQJ7iFGөQJÿӗng thӡi cӫa các yӃu tӕ này cho phép rút ngҳn thӡi gian phөc hӗi tәQWKѭѫQJYjNK{QJÿӇ lҥi sҽo

1.1.3.2 7URQJF{QJQJKLӋS

Ӭng dөng nano bҥFÿӇ sҧn xuҩt các sҧn phҭm tiêu dùng và sҧn phҭm công

Trang 5

nghiӋp có khҧ QăQJӭc chӃ và kháng khuҭn Các dөng cө chӭa thӵc phҭm: NhӳQJ ÿӗ dùng bҵng nhӵa có pha thêm hҥt nano bҥc có tác dөng khӱ trùng Qua kiӇm tra cho thҩy chúng có khҧ QăQJ GLӋt 99.9% vi khuҭn

Ĉӗ may mһc: hҥt nano bҥFÿѭӧc tҭm vào các loҥi sӧi nhân tҥRÿӇ diӋt khuҭn và khӱ mùi

Các thiӃt bӏ ÿLӋn tӱĈLӅu hòa, tӫ lҥnh, máy giһt Khҭu trang nano bҥc : Lӟp vҧi tҭm nano bҥc có chӭFQăQJGLӋt vi khuҭn, virus, nҩm bӏ giӳ lҥi trên khҭXWUDQJÿӗng thӡi có tác dөng khӱ mùi

6ѫQFKӕng khuҭn Ӭng dөng xӱ OêQѭӟc sinh hoҥWQѭӟc thҧi và lӑc không khí

Thұt vұy, trong thұp kӍ vӯa qua vҩQÿӅ P{LWUѭӡng là mӝt vҩQÿӅ quan tâm KjQJÿҫu cӫa các nhà khoa hӑc trên toàn thӃ giӟi Các nhà khoa hӑc trên thӃ giӟLÿmtұp trung tәng hӧp nano bҥc WKHRKѭӟng hóa hӑc xanh Sӱ dөng hóa chҩWNK{QJÿӝc hҥi, thân thiӋn vӟLP{LWUѭӡng và sӱ dөng nguyên liӋu tái chӃ ÿѭӧc là nhӳng vҩQÿӅ chính cӫa hóa hӑc xanh Hҫu hӃWFiFSKѭѫQJSKiSWәng hӧp nano bҥFWUѭӟFÿk\ÿӅu lҥm dөng các dung môi hӳX Fѫ FiF WiF QKkQ ÿӝc hҥL QKѭ 1D%+4, N,N-dimethylformanile, và các chҩt bӅn hóa chӫ yӃu là polymer (PVA và PVP) Tҩt cҧ các chҩWQj\ÿӅu không thân thiӋn vӟLP{LWUѭӡnJYjFyQJX\FѫJk\QJX\KLӇm sinh hӑc cao

Các nhà khoa hӑFÿmQJKLrQFӭu thành công mӝt sӕ quy trình tәng hӧp nano bҥFÿLWӯ các nguyên liӋu thân thiӋn vӟLP{LWUѭӡng Và quy trình tәng hӧp nano bҥc

Trang 6

ÿDQJÿѭӧc quan tâm chú ý rҩt nhiӅu vӟi nhӳQJѭXÿLӇm nәi bұFQKѭSKѭѫQJSKiStәng hӧp xanh, phҧn ӭng khӱ hóa nhanh, nguyên liӋu phong phú dӉ WuPĈyFNJQJOjlý do chính cӫDÿӅ tài “ Nghiên cͱu t͝ng hͫp dung d͓ch nano b̩c s͵ dͭng ch̭t kh͵ D-Glucose”

1.1.4 7uQKKuQKQJKLrQFӭXWUrQWKӃJLӟLYjWURQJQѭӟF 1.1.4.1 Tình hình nghiên cӭu trên thӃ giӟi

Trên thӃ giӟi hiӋQQD\ÿmFyUҩt nhiӅu nghiên cӭu vӅ FiFSKѭѫQJSKiSWәng hӧp nano bҥFFNJQJQKѭӭng dөng nano bҥFYjRFiFOƭQKYӵc: y hӑc, sinh hӑc, công nghӋ xúc tác, quang hӑc, dӋt may, mӻ phҭm…

6DXÿk\OjPӝt sӕ nghiên cӭu trên thӃ giӟi trong khoҧng thӡi gian gҫQÿk\:

- 'QJIRUPDOGHK\GHWURQJGXQJGӏFKOӓQJÿӇWәQJKӧSKҥWQDQREҥF.DQ- Sen Chou, Chiang – Yuh Ren, 2003)

- 6ӱ GөQJ SKѭѫQJ SKiS FKLӃX [ҥ VyQJ FӵF QJҳQ ÿӇ FKӃ WҥR UD QDQR EҥF(Hengbo Yin, Tetsuhi Yamamoro, Yuji Wada, Shozo Yanagiada, 2006) - 0ӝWSKѭѫQJSKiSÿѫQJLҧQÿӇWәQJKӧSQDQREҥFNLPORҥLEҵQJSKѭѫQJSKiS

Polyol ( A Gautam, G.P Singh, S Ram) - 7әQJKӧSNHREҥFWURQJSKDQѭӟFGҫX:DQ]KRQJ=KDQJ;XHOLDQJ4XLDR

Jianguo Chen, 2007) - &KӃWҥRNHRQDQREҥFVӱGөQJWLDOӱDÿLӋQ'HU– Chi, Kuo- HSiung Tseng,

Chih – Yu Liao, Tsing- Tshih Tsung, 2007) Mӝt sӕ công trình nghiên cӭXÿmÿѭӧc công bӕ vӅ SKѭѫQJSKiSWәng hӧp [DQKÿӇ tәng hӧp nano bҥc tӯ các loҥi dӏch chiӃt thӵc vұt:

- 7ӯGӏFKFKLӃWFӫDOiWUjÿHQ [25]( Nazim Ara Beguma, Samiran Mondald, Saswati Basub, Rajibul A Laskara, Debabrata Mandal)

- 7ӯ GӏFK FKLӃW FӫD WLrX ÿHQ >@  9LQHHW  6KXNOD 5DYLQGUD 3 6LQJKAvinash C Pandey)

- 7ӯGӏFKFKLӃWFӫDYӓFKXӕL>@$VKRN%DQNDUD%hagyahree Joshia, Ameeta Ravi Kumara, Smita Zinjardea)

Trang 7

- 7ӯGӏFKFKLӃWFӫDOiKRDKӗQJQKұWEҧQ>@6KDVKL3UDEKD'XEH\D0DQXLahtimend, Mika Sillapaa)

- 7ӯGӏFKFKLӃWFӫDTXҧӟW>@6KLNXR/L<XKXD6KHQ$QMLDQ;LH;XHURQJYu, Lingguang Qiu, Li Zhang and Quingfeng Zhang)

- 7ӯ GӏFK FKLӃW Fk\ O{ KӝL >@ (Chandran, S.P, Chaudhary, M Pasricha, R Ahmad, A and Sastry)

- ӬQJ GөQJ QDQR EҥF OjP FKҩW EҧR TXҧQ WURQJ OƭQK YӵF Pӻ SKҭP  6DWRVKLKokura, Osamu Handa, Tomohisa Takagi, 2010)

- ӬQJGөQJQDQREҥFWURQJTXiWUuQKVҧQ[XҩWYҧLFyWiFGөQJFKӕQJNKXҭQA Hebeish, A El-Shafie, S Sharaf, S Zaghloul, 2011)

- ӬQJGөQJQDQREҥFÿӇFKӳDYӃWWKѭѫQJ$+HQGL - Kҧ QăQJ NKiQJ YL QҩP &DQGLGD $OELFDQV FӫD QDQR %ҥF  5REHUW Prucek,

- &KӃ WҥR QDQR EҥF Wӯ WLӅQ FKҩW $J123EҵQJ SKѭѫQJ SKiS YұW Oê ӭQJ GөQJQJkPWҭPWUrQYұWOLӋXSRO\XUHWKDQÿӇ[ӱOêQJXӗQQѭӟFQKLӉPNKXҭQYjWUrQYҧLFRWWRQÿӇVҧQ [XҩWYҧLNKiQJNKXҭQVӱGөQJFKRQKLӅX PөFÿtFKNKiFQKDX1KyPQJKLrQFӭXQDQREҥFWҥLSKzQJWKtQJKLӋPF{QJQJKӋQDQR – ĈҥLKӑF4XӕFJLD 

- 1JKLrQFӭXFKӃWҥRQDQREҥFEҵQJSKѭѫQJSKiSFKLӃX[ҥWLDJDPPDYjӭQJGөQJFKӃWҥRFKDL[ӏW NKӱPL7UXQJWkP QJKLrQFӭXYjWULӇQNKDLF{QJQJKӋEӭF[ҥ- 73+ӗ&Kt0LQK 

- &KӃ WҥR QDQR EҥF EҵQJ SKѭѫQJ SKiS FKLӃX [ҥ Vӱ GөQJ

Trang 8

SRO\YLQ\OS\UUROLGRQHFKLWRVDQOjFKҩWәQÿӏQK1KyPQJKLrQFӭXĈһQJ9ăQ3K~%L'X'X\YjFiFFӝQJVӵ >@

Vұt liӋu nano là loҥi vұt liӋXWURQJÿyFiFWKjQKSKҫn cҩu tҥo nên nó có cҩu trúc ít nhҩt

Khoa hӑc nano (nanoscience) là ngành khoa hӑc nghiên cӭu vӅ các hiӋQWѭӧng và sӵ can thiӋp vào vұt liӋu tҥi quy mô nguyên tӱ, phân tӱÿҥi phân tӱ

Công nghӋ nano (nanotechnology) là ngành công nghӋ OLrQTXDQÿӃn viӋc thiӃt kӃ SKkQWtFKÿһFWUѭQJFKӃ tҥo và ӭng dөng các cҩu trúc, thiӃt bӏ và hӋ thӕng bҵng viӋFÿLӅu khiӇQKuQKGiQJNtFKWKѭӟc trên quy mô nanomet Ranh giӟi giӳa công nghӋ nano và vұt liӋXQDQRÿ{LNKLNK{QJU}UjQJQKѭQJFK~QJÿӅXFyFKXQJÿӕi Wѭӧng là vұt liӋu nano

1.2.2 &iFKLӋXӭQJFӫDYұWOLӋXQDQR 1.2.2.1 HiӋu ӭng bӅ mһt [2]

Khi vұt liӋXFyNtFKWKѭӟc nhӓ thì tӍ sӕ giӳa sӕ nguyên tӱ trên bӅ mһt và tәng sӕ nguyên tӱ cӫa vұt liӋXJLDWăQJ9tGө, xét vұt liӋu tҥo thành tӯ các hҥt nano hình cҫu NӃu gӑi ns là sӕ nguyên tӱ nҵm trên bӅ mһt, n là tәng sӕ nguyên tӱ thì mӕi liên hӋ giӳa hai con sӕ trên sӁ là ns=4n2/3 TӍ sӕ giӳa sӕ nguyên tӱ trên bӅ mһt và tәng sӕ nguyên tӱ sӁ là f = ns/n =4/n1/3 =4r0U7URQJÿyU0 là bán kính cӫa nguyên tӱ và r là bán kính cӫa hҥWQDQR1KѭYұy, nӃXNtFKWKѭӟc cӫa vұt liӋu giҧm (r giҧm) thì tӍ sӕ f WăQJOrQ'RQJX\rQWӱ trên bӅ mһt có nhiӅu tính chҩt khác biӋt so vӟi tính chҩt cӫa các nguyên tӱ ӣ bên trong lòng vұt liӋXQrQNKLNtFKWKѭӟc vұt liӋu giҧPÿLWKuKLӋu ӭQJFyOLrQTXDQÿӃn các nguyên tӱ bӅ mһt, hay còn gӑi là hiӋu ӭng bӅ mһWWăQJOrQ

Trang 9

do tӍ sӕ IWăQJ.KLNtFKWKѭӟc cӫa vұt liӋu giҧPÿӃn nm thì giá trӏ IQj\WăQJOrQÿiQJNӇ Sӵ WKD\ÿәi vӅ tính chҩWFyOLrQTXDQÿӃn hiӋu ӭng bӅ mһt không có tính ÿӝt biӃn theo sӵ WKD\ÿәi vӅ NtFKWKѭӟc vì f tӍ lӋ nghӏch vӟi r theo mӝt hàm liên tөc Chúng ta cҫQOѭXêÿһFÿLӇm này trong nghiên cӭu và ӭng dөng HiӋu ӭng bӅ mһt luôn có tác dөng vӟi tҩt cҧ các giá trӏ cӫDNtFKWKѭӟc, hҥt càng bé thì hiӋu ӭng càng lӟQ Yj QJѭӧc lҥi Ӣ ÿk\ NK{QJ Fy JLӟi hҥn nào cҧ, ngay cҧ vұt liӋu khӕi truyӅn thӕQJFNJQJFyKLӋu ӭng bӅ mһt, chӍ FyÿLӅu hiӋu ӭng này nhӓ WKѭӡng bӏ bӓ qua Vì vұy, viӋc ӭng dөng hiӋu ӭng bӅ mһt cӫa vұt liӋXQDQRWKѭӡng dӉ dàng

1.2.2.2 HiӋu ӭQJNtFKWKѭӟc [2]

Khác vӟi hiӋu ӭng bӅ mһt, hiӋu ӭQJNtFKWKѭӟc cӫa vұt liӋXQDQRÿmOjPFKR vұt liӋu này trӣ QrQÿһc biӋWKѫQQKLӅu so vӟi các vұt liӋu truyӅn thӕQJĈӕi vӟi mӝt vұt liӋu, mӛi mӝt tính chҩt cӫa vұt liӋXQj\ÿӅu có mӝWÿӝ GjLÿһFWUѭQJĈӝ GjLÿһc WUѭQJFӫa rҩt nhiӅu các tính chҩt cӫa vұt liӋXÿӅXUѫLYjRNtFKWKѭӟc nm ChíQKÿLӅu Qj\ÿmOjPQrQFiLWrQ³Yұt liӋXQDQR´PjWDWKѭӡQJQJKHÿӃn ngày nay Ӣ vұt liӋu khӕLNtFKWKѭӟc vұt liӋu lӟQKѫQQKLӅu lҫQÿӝ GjLÿһFWUѭQJQj\GүQÿӃn các tính chҩt vұWOêÿmELӃW1KѭQJNKLNtFKWKѭӟc cӫa vұt liӋu có thӇ VRViQKÿѭӧc vӟLÿӝ dài ÿһc tUѭQJÿyWKuWtQKFKҩWFyOLrQTXDQÿӃQÿӝ GjLÿһFWUѭQJEӏ WKD\ÿәLÿӝt ngӝt, khác hҷn so vӟi tính chҩWÿmELӃWWUѭӟFÿyӢ ÿk\NK{QJFyVӵ chuyӇn tiӃp mӝt cách liên tөc vӅ tính chҩWNKLÿLWӯ vұt liӋu khӕLÿӃn vұt liӋu nano Chính vì vұy, khi nói ÿӃn vұt liӋXQDQRWDQyLÿӃn tính chҩWÿLNqPFӫa vұt liӋXÿy&QJPӝt vұt liӋu, cùng mӝWNtFKWKѭӟc, khi xem xét tính chҩt này thì thҩy khác lҥ so vӟi vұt liӋu khӕi QKѭQJFNJQJFyWKӇ khi xem xét tính chҩt khác thì lҥi không có gì khác biӋt cҧ

1.2.2.3 3KkQORҥL YұWOLӋXQDQR

Có rҩt nhiӅu cách phân loҥi vұt liӋu nano khác nhau, tuy nhiên thông dөng và phә biӃn nhҩt là phân loҥi vұt liӋu nano theo hình dҥng, tính chҩt và cҩu trúc cӫa vұt liӋu:

a Phân loҥi theo hình dҥng cӫa vұt liӋu [11]

• 9ұWOLӋXQDQRNK{QJFKLӅXFҧEDFKLӅXÿӅXFyNtFKWKѭӟFQDQR YtGөÿiPQDQRKҥWQDQR

Trang 10

• 9ұWOLӋXQDQRPӝWFKLӅXOjYұWOLӋXWURQJÿyPӝWFKLӅXWӵGRKDLFKLӅXFyNtFKWKѭӟFQDQRYtGөGk\QDQRӕQJQDQR

• 9ұWOLӋXQDQRKDLFKLӅXOjYұWOLӋXWURQJÿyKDLFKLӅXWӵGRPӝWFKLӅXFyNích WKѭӟFQDQRYtGөPjQJPӓQJFyEӅGj\FyNtFKWKѭӟFQDQR 

• 9ұWOLӋXQDQRFKLӅX' OjYұWOLӋXWURQJÿyFyEDFKLӅXWӵGRKD\QyLFiFKNKiFYұWOLӋXFyEDFKLӅXNtFKWKѭӟFÿӅXOӟQKѫQQP1ӃXQKѭWKHRFiFKÿӏQKQJKƭDӣWUrQWKuYұWOLӋXQj\NK{QJÿѭӧFWtQKOjYұWOLӋXQDQRQKѭQJQyYүQÿѭӧF[ӃSYjRQKyPYұWOLӋXQDQRGRQyFyFҩXWU~FWLQKWKӇQDQRKRһFPӝWSKҫQYұWOLӋXFyNtFKWKѭӟFQDQRQDQRFRPSRVLWH

b Phân loҥi theo tính chҩt vұt liӋu thӇ hiӋn sӵ khác biӋt ӣ NtFKWKѭӟc nano [2]

• 9ұWOLӋXQDQRNLPORҥL • 9ұWOLӋXQDQREiQGүQ • 9ұWOLӋXQDQRWӯWtQK • 9ұWOLӋXQDQRVLQKKӑF • …

c Phân loҥi theo cҩu trúc vұt liӋu:

Cөm (Cluster): là mӝt tұp hӧp gӗPFiFÿѫQYӏ (nguyên tӱ hay phân tӱ) lên tӟi khoҧQJÿѫQYӏ

Chҩt keo (Colloid): là pha lӓng әQÿӏnh chӭa các hҥt trong phҥm vi 1 – 1000 nm Hҥt keo (micelle) là mӝt trong các hҥWFyNtFKWKѭӟc 1 – 1000nm

Hҥt nano (Nanopartical): là hҥt rҳn trong phҥm vi 1 -1000 nm có thӇ là không tinh thӇ, là khӕi kӃt tө cӫa các vi tinh thӇ hoһFFiFÿѫQYӏ tinh thӇ

Tinh thӇ nano (Nanocrystal): là hҥt rҳQ QJKƭD Oj ÿѫQ WLQK WKӇ có kích cӥ nanomet

Trang 11

/jSKѭѫQJSKiSWҥo vұt liӋu nano tӯ vұt liӋu khӕLEDQÿҫu Trong SKѭѫQJpháp này sӱ dөQJNƭWKXұt nghiӅn hoһc biӃn dҥQJÿӇ biӃn vұt liӋXFyNtFKWKѭӟc lӟn vӅ NtFKWKѭӟc nano

ѬXÿLӇm cӫDSKѭѫQJSKiSQj\OjÿѫQJLҧn và khá hiӋu quҧ, có thӇ chӃ tҥo ra mӝWOѭӧng lӟn vұt liӋu nano khi cҫn Hҥt nano tҥRUDFyNtFKWKѭӟFWѭѫQJÿӕi nhӓ 10 – QP7X\QKLrQSKѭѫQJSKiSQj\Wҥo ra vұt liӋXFyWtQKÿӗng nhҩt không cao FNJQJQKѭWӕn nhiӅXQăQJOѭӧng, trang thiӃt bӏ phӭc tҥp Có thӇ tҥo nên khuyӃt tұt ӣ cҩu trúc bӅ mһt hҥt nano

Chính vì vұ\QrQSKѭѫQJSKiSQj\tWÿѭӧc sӱ dөng trong thӵc tӃ, tuy nhiên SKѭѫQJSKiSQj\YүQÿѭӧFÿiQKJLiFDRWURQJPӝt sӕ WUѭӡng hӧp cҫn mӝWOѭӧng WѭѫQJÿӕi lӟn vұt liӋu nano [11,13]

1.3.13KѭѫQJSKiSWӯ Gѭӟi lên

3KѭѫQJSKiSQj\Gӵa trên viӋc hình thành các hҥt nano tӯ các ion hoһc các nguyên tӱ kӃt hӧp lҥi vӟLQKDXNKLÿѭӧc xӱ lý bӣi các tác nhân vұt lý hay hóa hӑc Ĉk\OjSKѭѫQJSKiSNKiSKә biӃn hiӋQQD\ÿӇ chӃ tҥo hҥt nano kim loҥi

ѬXÿLӇm cӫDSKѭѫQJSKiSQj\OjWLӋn ích, các hҥt nano tҥRUDFyWtQKÿӗng nhҩWFDRFyNtFKWKѭӟFWѭѫQJÿӕi nhӓ YjÿӗnJÿӅu Cҩu trúc bӅ mһt hҥt nano ít tҥo ra các khuyӃt tұWÿӗng thӡi trang thiӃt bӏ phөc vө FKRSKѭѫQJSKiSNKiÿѫQJLҧn 7X\QKLrQQKѭӧFÿLӇm cӫDSKѭѫQJSKiSQj\OjNKLFy\rXFҫXÿLӅu chӃ mӝWOѭӧng lӟn vұt liӋu nano sӁ rҩWNKyNKăQYjWӕn kém [11,13]

1.3.2 &iFSKѭѫQJSKiSWәng hӧp nano bҥc:

ĈӇ tәng hӧp nano bҥFWKHRSKѭѫQJSKiSWӯ trên xuӕQJWKuSKѭѫQJSKiSODVHUăQ PzQÿmÿѭӧc nghiên cӭu vӟi vұt liӋX EDQÿҫu là mӝt tҩm bҥFÿѭӧFÿһt trong dung dӏch có chӭa chҩt hoҥt hóa bӅ mһt MӝWFKPODVHUFyEѭӟFVyQJQPÿӝ rӝng xung là 10 ns, tҫn sӕ +]QăQJOѭӧng mӛL[XQJOjP-ÿѭӡng kính vùng kim loҥi bӏ tác dөng tӯ 1 – PP'ѭӟi tác dөng cӫa chùm laser xung, các hҥt nano FyNtFKWKѭӟc khoҧQJQPÿѭӧc hìQKWKjQKYjÿѭӧc bao phӫ bӣi chҩt hoҥt hóa bӅ mһt nӗQJÿӝ tӯ ÿӃQ0.tFKWKѭӟc và hình thái hҥt nano bҥc tҥo thành phө

Trang 12

thuӝc vào chiӅXGjLEѭӟFVyQJÿӝ mҥnh tia laser, thӡi gian chiӃu sáng, loҥi và nӗng ÿӝ chҩt hoҥWÿӝng bӅ mһt [2].

1.3.2.2 3Kѭѫng pháp tӯ Gѭӟi lên ( bottom – up)

Khái niӋm:

3KѭѫQJSKiSNKӱ hóa hӑFOjSKѭѫQJSKiSVӱ dөng các tác nhân hóa hӑFÿӇ khӱ các ion bҥc tҥo ra các nguyên tӱ bҥF7K{QJWKѭӡng các tác nhân hóa hӑc ӣ dҥng dung dӏch lӓng nên còn gӑi là SKѭѫQJSKiSKyDѭӟt [2]

Dung dӏch muӕi bҥFQKѭ$J123) khi cho vào dung môi sӁ ÿLӋn ly tҥo ra ion bҥc, ion bҥFGѭӟi tác dөng cӫa chҩt khӱ X sӁ tҥo ra nguyên tӱ bҥFVDXÿyFiFnguyên tӱ này kӃt hӧp vӟi nhau tҥo thành các hҥt bҥFFyNtFKWKѭӟc nano

Mӝt sӕ tác nhân khӱ ӣ ÿk\WKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөng là các chҩt hóa hӑFQKѭcitric axit, vitamin C, Trinatri Borohydride NaBH4, Etanol, Ethylen Glycol ( SKѭѫQJSKiSVӱ dөQJFiFQKyPUѭӧXÿDFKӭFQKѭWKӃ này còn có mӝt cái tên khác OjSKѭѫQJSKiSSRO\RO