NGHIÊN cứu TỔNG hợp NANO bạc và KHẢO sát KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC PHẠM LONG QUANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO BẠC VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CHUYÊN NGÀNH: HÓA LÝ THUYẾT VÀ HÓA LÝ MÃ SỐ: 60.44.0119 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS TS TRẦN THÁI HÒA Huế, 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Phạm Long Quang LỜI CẢM ƠN Những lời luận văn này, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến GS TS Trần Thái Hòa tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ vật chất lẫn tinh thần để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Đức Cường với giúp đỡ, hướng dẫn quý báu suốt thời gian làm thực nghiệm Xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Hóa lý thuyết hóa lý, phòng thí nghiệm Hóa học Ứng dụng tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn NCS Phan Hà Nữ Diễm tận tình bảo giúp đỡ trình thực luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn gia đình bạn bè động viên giúp đỡ vật chất lẫn tinh thần thời gian thực luận văn Huế, tháng 09 năm 2015 Học viên Phạm Long Quang MỤC LỤC - Trang phụ bìa - Lời cam đoan - Lời cám ơn - Mục lục - Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt - Danh mục bảng - Danh mục hình vẽ, đồ thị DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ATP Adenosine triphosphate CTS Chitosan CMC Carboxymethyl cellulose DDA Độ deacetyl (Degree of Deacetylation) DNA Deoxyribo Nucleic Acid E coli Escheria coli FT-IR Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier ( Fourier Transfer - Infrared Spectroscopy) NB Natri Bohidrua NC Natri citrate nm nano mét SEM Hiển vi điển tử quét (Scanning Electron Microscopy) SPR Cộng hưởng plasmon bề mặt (Surface Plasmon Resonance) Sta aureus Staphylococcus aureus TEM Hiển vi điển tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy) UV-Vis Ultra Violet-Visible (Tử ngoại - khả kiến) XRD Nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 1.1 Các thông số lý hóa bạc 3.1 Khả kháng khuẩn nano bạc CTS 38 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình vẽ Trang hình vẽ 1.1 Các dạng cấu trúc bạc nano 1.2 Sự tạo thành dao động cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) 1.3 Công thức cấu tạo chitin CTS 11 Sơ đồ quy trình tổng hợp nano bạc sử dụng NB làm chất khử 14 2.1 NC làm chất ổn định Tổng hợp nano bạc phương pháp thủy nhiệt phòng thí 14 2.2 nghiệm Sơ đồ quy trình tổng hợp nano bạc sử dụng CTS làm chất 15 2.3 khử đồng thời làm chất ổn định 2.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động kính hiển vi điện tử truyền qua 18 2.5 Sơ đồ tia tới tia phản xạ bề mặt tinh thể 19 Phổ UV-Vis nano bạc sử dụng NB làm chất khử NC làm 21 3.1 chất ổn định thay đổi nồng độ Ag+ Các ảnh TEM giãn đồ phân bố kích thước hạt nano bạc 23 3.2 sử dụng NB làm chất khử NC làm chất ổn định thay đổi 3.3 nồng độ Ag+: (A) %; (B) 0,1 %; (C) 0,05 %; (D) 0,025 % Mô hình minh họa phát triển hạt mầm nano bạc sử dụng 23 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 NB làm chất khử NC làm chất ổn định Giãn độ nhiễu xạ XRD nano bạc sử dụng NB làm chất khử 24 NC làm chất ổn định Phổ FT-IR NC nano bạc sử dụng NB làm chất khử 24 NC làm chất ổn định Phổ UV-Vis độ bền nano bạc NC với [Ag+] = 0,05 % Phổ UV-Vis nano bạc thay đổi nồng độ CTS Phổ UV-Vis nano bạc sử dụng CTS thay đổi nồng độ 25 26 27 Ag+ Phổ UV-Vis nano bạc sử dụng CTS nhiệt độ 90 oC theo 28 thời gian Phổ UV-Vis nano bạc sử dụng CTS nhiệt độ 105 oC theo 28 thời gian Phổ UV-Vis nano bạc sử dụng CTS nhiệt độ 120 oC theo 29 thời gian Phổ UV-Vis nano bạc sử dụng CTS nhiệt độ 135 oC theo 29 thời gian Phổ UV-Vis nano bạc sử dụng CTS nhiệt độ 150 oC 30 Các ảnh TEM giãn đồ phân bố kích thước hạt nano 31 thay đổi nồng độ CTS: (E) %; (F) 0,1 %; (G) 0,003 % Các ảnh TEM nano bạc CTS thay đổi nồng độ 32 Ag+ : (H) %; (I) %; (K) 0,2 % Mô hình minh họa phát triển hạt mầm trường hợp: 33 dư Ag+ dung dịch (a) có dư Ag + dung dịch (b) Các ảnh TEM nano bạc CTS thay đổi nhiệt độ (12 34 giờ): (L) 90 oC; (M) 105 oC; (N) 120 oC; (O) 135 oC Giãn độ nhiễu xạ XRD nano bạc CTS Phổ FT-IR CTS nano bạc CTS Sơ đồ minh họa mở vòng mạch CTS Sơ đồ minh họa tương tác hút điện tử dung dịch CTS 35 36 37 37 Ag+ Phổ UV-Vis độ bền nano bạc CTS mẫu 135 oC, 37 12 Các vòng kháng khuẩn Ag+ nano bạc CTS với vi 39 3.24 3.25 khuẩn E coli Sta aureus Cơ chế phá hủy màng tế bào vi sinh vật ion Ag+ Tương tác ion Ag+ với nhóm thiol 40 41 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Bạc từ lâu biết tới chất diệt khuẩn hiệu sử dụng để làm dụng cụ sinh hoạt Từ công nghệ nano đời ứng dụng bạc phát triển lên tầm cao Sở dĩ nano bạc nghiên cứu ứng dụng vào việc kháng khuẩn bạc kháng sinh tự nhiên không gây tác dụng phụ Nano bạc không gây độc cho người vật nuôi nhiễm lượng nano bạc nồng độ diệt khuẩn (khoảng nồng độ < 100 ppm) Ở dạng phân tán với kích thước nanomet khả diệt khuẩn bạc tăng lên gấp bội nhờ diện tích bề mặt riêng (m2/g) tăng nhanh Nghiên cứu kích thước nano (từ 1-100 nm), hoạt tính sát khuẩn bạc tăng lên khoảng 50000 lần so với bạc dạng khối, g bạc nano sát khuẩn cho hàng trăm m chất Điều giúp cho khối lượng bạc sử dụng sản phẩm giảm mạnh nên tỷ trọng bạc giá thành trở nên không đáng kể Tuy nhiên nay, chế kháng vi sinh vật nano bạc chưa hiểu biết rõ ràng Bằng kỹ thuật chụp ảnh kính hiển vi điện tử có độ phóng đại cao (TEM, SEM…), kết nghiên cứu cho thấy, hạt nano bạc bám dính với thành phần điện tích âm bề mặt tế bào vi khuẩn, virut làm thay đổi tính thấm hô hấp màng tế bào Ngoài ra, hạt bạc có kích thước nhỏ chui vào tế bào, kết hợp với enzym hay DNA có chứa nhóm sunfua phosphate gây bất hoạt enzym hay DNA dẫn đến gây chết tế bào Hơn nữa, bạc nano có khả giải phóng Ag + làm tăng hiệu diệt khuẩn bạc nano [25] Điều chế bạc kim loại có kích thước nano tiến hành nhiều phương pháp khác nhau, phương pháp hóa học xem rẻ tiền rủi ro Theo phương pháp hóa học, thông thường nano bạc kim loại điều chế dung dịch cách hoàn nguyên bạc từ bạc nguyên tố hay trực tiếp từ bạc nitrat môi trường có mặt chất hữu chất phân tán (các polyme tan nước) Việc sử dụng polyme có vai trò làm chất ổn định dung dịch hạt nano kim loại công bố, đáng ý sử dụng polyme tự nhiên 10 CTS, alignate, CMC tiện cho liên kết với chất khác [9], [10], [20], [24], [28], [29], [41] Xuất phát từ thực tế trên, chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp nano bạc khảo sát khả ứng dụng” Mục đích nghiên cứu - Tổng hợp vật liệu nano bạc sử dụng hai chất khử khác - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng khả ứng dụng Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Vật liệu nano bạc tổng hợp từ NB làm chất khử NC làm chất ổn định CTS vừa làm chất khử vừa làm chất ổn định - Phạm vi nghiên cứu: + Phương pháp, điều kiện tổng hợp tương đối đơn giản + Sử dụng chất khử NB CTS, không sử dụng dung môi hữu độc hại + Khảo sát nhiệt độ cao sử dụng CTS Trong nghiên cứu chủ yếu tập trung vào CTS Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng số phương pháp đặc trưng hóa lý để xác định hình thái, kích thước cấu trúc vật liệu phương pháp đo TEM, XRD, UV–Vis, FT-IR - Sử dụng phương pháp khuếch tán thạch đĩa để khảo sát khả kháng khuẩn nano bạc CTS - Phương pháp xử lý số liệu sử dụng phần mềm Excel 2007, OriginPro 8.0, ImageJ Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: cung cấp thông tin mẫu nano bạc tổng hợp sử dụng NB, NC CTS điều kiện nhiệt độ cao - Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài mở hướng cho việc chế tạo hạt nano bạc dung môi “xanh” (CTS) thân thiện với môi trường Bên cạnh đó, sản phẩm đề tài có khả ứng dụng an toàn cao 44 Hình 3.17 cho biết nhiệt độ tăng tốc độc phản ứng tăng, lượng hạt nano bạc tạo nhiều, độ phân tán hạt đồng hơn, nhiên với nhiệt độ 120 oC 135 oC kích thước hạt tăng dần số lượng hạt nano kích thước nhỏ tăng có xu hướng kết tụ lại với tạo thành hạt lớn theo chế chín muồi Ostwald 3.2.4.4 Giãn đồ nhiễu xạ XRD nano bạc sử dụng CTS làm chất khử đồng thời làm chất ổn định Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Ch-Ag 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 170 160 150 140 130 120 110 100 90 d=2.034 d=2.360 Cường độ (cps) Lin (Cps) 180 80 d=1.438 70 60 50 40 30 20 10 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale 2θ (độ) File: Ch-Ag.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 30.000 ° - End: 80.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 30.000 ° - Theta: 15.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 03-065-2871 (C) - Silver - Ag - Y: 76.10 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 4.08610 - b 4.08610 - c 4.08610 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fm-3m (225) - - 68.2224 - I/I Hình 3.18 Giãn độ nhiễu xạ XRD nano bạc CTS Chúng chọn mẫu 105 oC 12 để đo XRD Tương tự XRD mẫu nano bạc tổng hợp sử dụng NB Trên giãn đồ nhiễu xạ XRD (hình 3.18) có đỉnh nhiễu xạ giá trị 2θ = 38 o (d = 2,360 Ao); 44,2o (d = 2,034 Ao); 64,4o (d = 1,438Ao) với cường độ yếu Điều giải thích hạt nano với kích thước nhỏ so với hạt nano tổng hợp NB, đồng thời CTS bao bọc hạt nano tốt, phân tử nhóm -NHCOCH3 -NH2 xếp luân phiên tạo nên cấu trúc điều hòa lập thể nên CTS có cấu trúc vô định hình 3.2.4.5 Phổ FT-IR nano bạc CTS Phổ hồng ngoại CTS trước sau phản ứng với Ag + trình bày hình 3.19 Kết cho thấy, phổ FT-IR CTS xuất đỉnh đặc trưng 45 CTS, đỉnh xuất số sóng 3410 cm -1 ứng với dao động hóa trị nhóm hydroxyl (νO-H); đỉnh số sóng 2877 cm -1 đặc trưng cho liên kết C-H, số sóng 1650 cm-1 dao động hóa trị nhóm amide I (-NH 2), số sóng 1420 cm-1 dao động biến dạng (δ) nhóm –COCH3 số sóng 1080 cm-1 tương ứng với liên kết C-O-C Phổ hồng ngoại CTS sau bị oxi hóa Ag+ có vài đỉnh đặc trưng CTS nhiên cường độ hấp thụ giảm mạnh Điều giải thích sau: Các nhóm -OH -NH cặp điện tử tự linh động chưa tham gia liên kết bị hút mạnh ion Ag + làm cho liên kết ban đầu bị biến dạng (hình 3.21), xuất đỉnh số sóng 1759 cm -1 (dao động nhóm –C=O) cho có tạo thành nhóm cacboxyl (-COOH) phân tử CTS [6] Theo Sun cộng [31], môi trường axit, CTS thủy phân phần (mạch CTS bị phá vỡ phần) hình thành dạng hemi-acetalic với nhóm andehyde (-CHO) cuối mạch (hình 3.20) Do đó, phản ứng với dung dịch Ag+ nhóm -CHO bị oxi hóa thành nhóm -COOH Ag+ bị khử Ago Hình 3.19 Phổ FT-IR CTS nano bạc CTS 46 Hình 3.20 Sơ đồ minh họa mở vòng mạch CTS [31] Hình 3.21 Sơ đồ minh họa tương tác hút điện tử dung dịch CTS Ag+ [7] 3.2.4.6 Độ bền dung dịch keo nano bạc CTS Hình 3.22 Phổ UV-Vis độ bền nano bạc CTS mẫu 135 oC, 12 47 Hình 3.22 cho thấy dung dịch keo nano bạc sử dụng CTS có độ bền theo thời gian cao so với sử dụng NC Bước sóng dịch chuyển từ 420 nm đến 425 nm chứng tỏ có kết tụ hạt nano bạc với bão hòa kích thước hạt không tăng 3.3 Khảo sát khả kháng khuẩn nano bạc CTS Chúng dùng phương pháp khuếch tán thạch đĩa mục 2.1.3 với mẫu thử nano bạc thay đổi nồng độ CTS:1 %, 0,03 % 0,003 % (nồng độ bạc cố định 0,1 % Mẫu đối chứng dung dịch Ag + nồng độ 0,1 % Mỗi mẫu thử khảo sát với loại vi khuẩn lặp lại lần thu kết bảng 3.1 Bảng 3.1 Khả kháng khuẩn nano bạc CTS Mẫu thử Sta arueus (gram dương) E coli (gram âm) Ag+ 0,1 % 1,6 cm 1,4 cm Ch 1% 1,7 cm 1,6 cm Ch 0,03 % 1,8 cm 1,7 cm Ch 0,003 % 3,4 cm 2,2 cm Số liệu bảng đường kính vòng kháng khuẩn chưa trừ đường kính đục lỗ (1,2 cm) Kết từ bảng 3.1 cho thấy Ag + Ag nano có khả kháng loại vi khuẩn E coli Sta arueus Khả kháng khuẩn nano bạc cao so với Ag+ kháng khuẩn tốt với vi khuẩn Sta arueus Ngoài khả kháng khuẩn bạc nano có đóng góp CTS Theo nghiên cứu Zheng cộng [21], vi khuẩn gram dương Sta aureus, tế bào hình thành màng polyme ức chế chất dinh dưỡng vào tế bào, CTS có khối lượng phân tử cao làm lượng ion K + vớ ATP làm yếu chức bảo vệ thành tế bào vi khuẩn Với vi khuẩn gram âm E coli theo Ming Kong cộng [23] tất vi khuẩn gram âm có lớp màng biểu lớp lypopolysachaccaride (LPS) nên CTS có khối lượng phân tử cao khó xâm nhập vào tế bào vi khuẩn 48 Hình 3.23 Các vòng kháng khuẩn Ag + nano bạc CTS với vi khuẩn E coli Sta aureus 3.4 Cơ chế diệt khuẩn bạc nano Trong môi trường nước, lượng ion Ag + định giải phóng từ bề mặt vật liệu bạc nano Hàm lượng ion giải phóng phụ thuộc vào nguồn chứa ion môi trường giải phóng Các ion góp phần làm tăng hiệu kháng khuẩn vật liệu nano bạc Cơ chế diệt khuẩn ion Ag+ phức tạp cần tiếp tục nghiên cứu Một vài chế chấp nhận sau: 49 Các ion Ag+ tiếp xúc với vi sinh vật, chúng kết hợp mạnh với gốc: –SH, –COOH, –OH vi sinh vật, làm phá hủy màng vi sinh vật làm rối loạn chức chúng (hình 3.24) Màng vi sinh vật bị phá hủy Các ion Ag+ Hình 3.24 Cơ chế phá hủy màng tế bào vi sinh vật ion Ag+ Mặt khác, ion Ag+ kết hợp với oxy tạo thành trạng thái không bền Vì vậy, để đạt trạng thái bền vững, chúng kết hợp với oxy vi sinh vật, làm ngừng trình hình thành protein vi sinh vật Như vậy, ion Ag + đóng vai trò chất xúc tác để biến đổi oxy thành oxy hoạt động (O 2-, O2+, O), làm phá vỡ chế chuyển hóa oxi làm ngăn chặn trình sinh trưởng vi sinh vật [16] Cơ chế diệt khuẩn bạc nano có liên quan mật thiết đến trình tương tác ion Ag+ với nhóm thiol (sulphydryl: –SH) vi sinh vật axít amin thành phần chứa nhóm thiol khác natri thioglycolate Các nhóm thiol (-SH) thành tế bào vi sinh vật, virus đóng vai trò quan trọng trình trao đổi chất lượng chúng Ion Ag + có khả liên kết tạo chất không tan với nhóm thiol vô hiệu hoá khả hoạt động chúng (hình 3.25) 50 Hình 3.25 Tương tác ion Ag+ với nhóm thiol Như vậy, tương tác ion bạc với nhóm thiol enzyme protein đóng vai trò vô quan trọng tác dụng kháng khuẩn Các ion bạc có xu hướng tác dụng thông qua liên kết với nhóm chức chức enzyme Các ion Ag+ làm tách ion K+ vi khuẩn gắn vào màng tế bào chất, huyết tương nhiều enzyme quan trọng khác tạo thành Ag, AgNO3, bạc acetate, bạc protein, bạc sulphadiazine Ngoài liên kết hydro có thành phần tế bào vi sinh có liên quan đến trình [16] Như vậy, ion bạc rõ ràng chế tác động Chúng tương tác với lượng lớn trình mức độ phân tử bên tế bào vi sinh vật gây nhiều hậu từ giảm sinh trưởng phát triển, hiệu hoạt động gây chết tế bào Các chế phụ thuộc vào nồng độ ion bạc diện tính mẫn cảm loài vi sinh vật bạc Thời gian tiếp xúc, nhiệt độ, pH diện nước tự ảnh hưởng đến tốc độ mức độ tác dụng kháng khuẩn 51 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua trình thực luận văn, rút số kết luận sau: Đã tổng hợp thành công nano bạc hình cầu hai phương pháp sử dụng chất khử chất ổn định khác nhau, phương pháp sử dụng CTS tương đối đơn giản cho kết tốt Đã khảo sát thông số ảnh hưởng đến trình tổng hợp nano bạc CTS với điều kiện tối ưu: - Nồng độ CTS 0,003 % Ag + 0,1 % cho kích thước hạt nano từ 2,5 - nm có độ phân tán tốt - Nhiệt độ: 105 oC Khi thực phản ứng với CTS nhiệt độ cao thời gian phản ứng nhanh hơn, nhiên kích thước hạt lớn không đồng Bạc nano chitosan (0,003 %) cho kết kháng khuẩn tốt so với nồng độ cao 4.2 Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu trình tổng hợp nano bạc với CTS có phân tử lượng thấp, CTS tan nước Khảo sát ảnh hưởng giá trị pH đến trình tổng hợp Khảo sát khoảng thời gian ngắn với mẫu chitosan 150 oC Tiến hành gắn nano vàng lên nano bạc để khảo sát khả kháng khuẩn hình thái kích thước vật liệu Sử dụng phương pháp khác để khảo sát khả kháng khuẩn bạc nano chitosan 52 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Phan Ha Nu Diem, Pham Long Quang, Tran Thai Hoa, Dinh Quang Khieu, Nguyen Duc Cuong (2015), “Green synthesis of homogeneous silver nanoparticles using chitosan suspensions”, Tạp chí khoa học công nghệ, 53 (1B), tr 309 - 316 Phan Ha Nu Diem, Pham Long Quang, Tran Thai Hoa, Tran Thuc Binh, Nguyen Duc Cuong (2015), “Synthesis and antimicrobial activity of silver nanoparticles”, Tạp chí khoa học công nghệ, 53 (1B), tr 449 - 457 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Lê Thị Lành, Nguyễn Thị Thanh Hải, Trần Thái Hòa, “Tổng hợp nano vàng sử dụng chitosan tan nước làm chất khử chất ổn định”, tạp chí khoa học, đại học Huế, tập 74A, Số 5, (2012), 65-75 Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Hồ Viết Quý (2000), Phân tích lý - hóa, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp vật lý ứng dụng hoá học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Tài liệu tiếng Anh Abid J P., Wark A W., Brevet P F and Girault H H (2002), "Preparation of silver nanoparticles in solution from a silver salt by laser irradiation", Chemical Communications, 7, pp 792 Chen W., Deng H H., Hong L., Wu Z Q., Wang S., Liu A L., Lin X H., Xia X H (2012), “Bare gold nanoparticles as facile and sensitive colorimetric probe for melamine detection”, Analyst: The Royal Soceity of Chemistry, 137, pp 5382–5386 Ching Wen Lou, An Pang Chen, Ting Ting Lic, Jia Horng Lin (2014), Antimicrobial activity of UV-induced chitosan capped silver nanoparticles, Materials Letters 128, pp 248 - 252 Det Tekni -Naturvidenskabelige Fakultet, Projet N344 Silver Nanoparticles, Institute for Physics and Nanotechnology - Aalborg University (2006) Dipak Kumar Bhui, Harekrishna Bar, Priyanka Sarkar, Gobinda Prasad Sahoo, Sankar Prasad De, Ajay Misra (2009), Journal of Molecular Liquids, 145, pp 33-37 10 Dongwei Wei, Weiping Qian (2008), Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 62 , pp 136-142 54 11 Dongwei Wei, Wuyong Sun, Weiping Qian, Yongzhong Ye, Xiaoyuan Ma (2009), “The synthesis of chitosan-based silver nanoparticles and their antibacterial activity”, Carbohydrate Research 344, pp 2375-2382 12 Feng Tian, Xu Liu, Keao Hu, Binyuan Zhao (2004) “Study of the depolumerization behavior of chitosan by hydrogen peroxide, Carbohydrate Polymers 157 (31 – 37) 13 Huang H H., Ni X P., Loy G L., Chew C H., Tan K L., Loh F C., Deng J F., Xu G Q (1996), “Photochemical Formation of Silver Nanoparticles in Poly(Nvinylpyrrolidone)”, Langmuir, 12(4), pp 909-912 14 Jain P., Pradeep T (2005), “Potential of silver nanoparticle - coated polyurethane foam as an antibacterial water filter”, Biotechnologies and bioengineering, 90(1), pp 59-63 15 Jian W., Yudong Z., Wenhui S., Jiabin L., Xiaoxiao W., Zhigu W., Xiaohua C., Qi W., Shaolin G (2014), “ In situ synthesis of silver-nanoparticles/bacterial cellulose composites for slow-reased antimicrobial wound dressing”, Carbohydrate polymers 102, pp 762-771 16 Jung W K., Koo H C., Kim K.W, S Shin, Kim S H., Park Y H (2008), “Antibacterial activity and mechanism of action of silver ion in Staphylococcus aureus and E Coli”, Applied and enviromental microbiology, 74(7), pp 21712178 17 Junjie Z., Suwen L., Palchik O., Koltypin Y., and Gedanken A (2000), “ShapeControlled Synthesis of Silver Nanoparticles by Pulse Sonoelectrochemical Methods”, Langmuire, 16(16), pp 6396-6399 18 Kim D., Jeong S., Moon J (2006), “Synthesis of silver nanoparticles using the polyol process and the influence of precursor injection”, Nanotechnology, 17(16), pp 4019 19 Kowshik M., Ashtaputre S., Kharrazi S., Vogel W., Urban J., Kulkarni S K and Paknikar K M (2003) “Extracellular synthesis of silver nanoparticles by a silver-tolerant yeast strain MKY3”, Nanotechnology, 14(1), pp 95 55 20 Kuber C Bhainsa, S F D’Souza (2006), Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 47, pp 160-164 21 Lian-Ying Zheng, Jiang-Feng Zhu (2003), Study on antimicrobial activity of chitosan with different molecular weights, carbonhydrat polymerers 54 22 Mafuné F., Kohno J., Takeda Y., and Kondow T (2000), “Structure and Stability of Silver Nanoparticles in Aqueous Solution Produced by Laser Ablation”, J Phys Chem, 104 (35), pp 8333-8337 23 Ming Kong, Xi Guang Chen (2008), Antibacterial characteristics and activity of acid-soluble chitosan Bioresource technology 99 24 M Raffi, F Hussain, T M Bhatti, J I Akhter, A Hameed and M M Hasan (2008), J Mater Sci Technol 24 (2) 25 Mritunjai Singh, Shinjini Singh, S.Prasad, I.S.Gambhir (2008), “Nanotechnology in medicine and antibacterial effect of silver nanoparticles”, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures Vol 3, No 3, p.115-122 26 Nguyen Quoc Hien, Bui Huy Du, Dang Van Phu, Nguyen Ngoc Duy, Nguyen Tri Quoc, Nguyen Thi Kim Lan, Vo Thi Kim Lang, Ngo Vo Ke Thanh, Nguyen Thi Phuong Phong (2007), “Preparation of colloidal silver nanoparticles in poly (N-vinylpyrrolidone) by γ-irradiation”, Proceedings of IWNA, pp 226-231 27 Niven R (2005), Investigation of silver electrochemistry water disinfection applications, McGill University, Canada 28 N Prakash, S Jayapradeep, P N Sudha-1st International Conference on Nanostructured Materials and Nanocomposites, 6-8 April 2009, Kottayam, India 29 Pallab Sanpui, A Murugadoss, P V Durga Prasad, Siddhartha Sankar - Ghosh, Arun Chattopadhyay (2008), International Journal of Food Microbiology 124, pp 142-146 30 Pradip Kumar, Joydeep Dutta and V S Tripathi (2004), “Chitin and chitosan: Chemistry, properties and applications” Journal of Scientific & Industrial Research Vol 63, January, pp 20-31 56 31 Sharma V., Kyoungweon P., Mohan S (2009), “Colloid dispersion of gold nanorods: Historical background, optical properties, seed-mediated synthesis, shape separation and self-assembly”, Material Science and Engineering R, 65, pp 1-38 32 Shekhar Agnihotri, Soumyo Mukherji and Suparna Mukherji (2014), “Size controlled silver nanoparticles synthesized over the range 5–100 nm using the same protocol and their antibacterial efficacy”, Royal Society of Chemistry, , pp 3977 33 Shin H S., Yang H J., Kim S B., Lee M S (2004), “Mechanism of growth of colloidal silver nanoparticles stabilized by polyvinyl pyrrolidone in γ-irradiated silver nitrate solution”, J Colloid Interface Sci., 274 (1), pp 89-94 34 S S Verma, Jagmeet Singh Sekhon (2012), “Influence of aspect ratio anhd surrounding medium on Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) of gold nanorod”, Optical Society of India, 41 (2), pp 89-93 35 Tae-Wan Kim, Ryong Ryoo, michal Kruk, Kamil P.Goerszal (2004, “Tailoring the Pore Structure of SBA-16 Silica Molecular Sieve throughthe use of Copolymer Blends and Control of Synthesis Temperature and Time”, J Phys Chem B, Vol 108, pages 11480-11489 36 The Royal Society and the Royal Academy of entineering (2004), Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties, London 37 Tsuji M., Hashimoto M., Nishizawa Y., Kubokawa M., Tsuji T (2004) “Microwave-assisted synthesis of metallic nanostructures in solution”, Chemistry - A European Journal, 11 (2), pp 440-452 38 Tsuji M., Nishizawa Y., Matsumoto K., Miyamae N., Tsuji T., Zhang X., (2007), “Rapid synthesis of silver nanostructures by using microwave-polyol method with the assistance of Pt seeds and polyvinylpyrrolidone”, Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects, 293 (3), pp 185-194 57 39 Tsuji T., Iryo K., Watanabe N., Tsuji M (2002), "Preparation of silver nanoparticles by laser ablation in solution: influence of laser wavelength on particle size", Appl Surf Sci., 202 (1), pp 80-85 40 Yu Wan, Zhirui Guo, Xiaoli Jiang, Kun Fang, Xiang Lu, Yu Zhang, Ning Gu (2013), Quasi-spherical silver nanoparticles: Aqueous synthesis and size control by the seed-mediated Lee–Meisel method, Journal of Colloid and Interface Science 394, 263-268 41 Z M dos Santos, A L P F Caroni, M R Pereira, D R da Silva, J L C Fonseca (2009), Carbohydrate Research 344, pp 2591-2595 42 Vivek Sharma, Kyoungweon Park, Mohan Srinivasarao (2009), “Colloid dispersion of gold nanorods: Historical background, optical properties, seedmediated synthesis, shape separation and self-assembly”, Material Science and Engineering R, 65, pp 1-38 Tài liệu internet 43 http://congnghe-nano.blogspot.com/2015/04/cong-nghe-nano-la-gi.html 44 http://en.wikipedia.org/wiki/Fourier_transform_infrared_spectroscopy 45 http://www.hoahocngaynay.com/vi/nghien-cuu-giang-day/bai-nghien-cuu/536chitin-va-chitosan.html 46 http://www.scribd.com/doc/55836193/Nghien-cứu-điều-chế-glucosamin-từ-vỏtom 47 http://www.scribd.com/doc/70100815/Ung-Dung-Khang-Khuan-Cua-Chitosan 48 http://vi.wikipedia.org/wiki/Nhi%E1%BB%85u_x%E1%BA%A1_tia_X 58 14,21,23,25-30,37,39 -13,15-20,22,24,31-36,38,40-48 [...]... chất ổn định, các hạt kim loại thêm vào và thời gian thực hiện phản ứng [38] Hình 1.1 là các dạng cấu trúc của bạc nano: - Thanh nano, dây nano (nanorod, nanowire) (hình 1.1 a) - Tấm nano, đĩa nano (nanosheet, nanoplate) (hình 1.1 b) - Hạt nano hình cầu, tinh thể nano lập phương (spherical nanoparticle, cubic nanocrystal) (hình 1.1 c) Hình 1.1 Các dạng cấu trúc của bạc nano 1.2.2 Tính chất dao động cộng... Hình 3.4 Giãn độ nhiễu xạ XRD của nano bạc tổng hợp sử dụng NB làm chất khử và NC làm chất ổn định 3.1.2.3 Phổ FT-IR của nano bạc sử dụng NB làm chất khử và NC làm chất ổn định Hình 3.5 Phổ FT-IR của NC và nano bạc tổng hợp sử dụng NB làm chất khử và NC làm chất ổn định 34 Từ phổ FT-IR (hình 3.5) có thể thấy các đỉnh đặc trưng của NC trước và sau khi tham gia phản ứng tại các số sóng xác định ít bị... khử hoàn toàn thành bạc nano Phương trình phản ứng như sau: Ag+ + NaBH4 → Ag + ½ H2 ↑ + ½ B2H6 ↑ + Na+ Hình 3.1 Phổ UV-Vis của nano bạc tổng hợp sử dụng NB làm chất khử và NC làm chất ổn định khi thay đổi nồng độ Ag+ 31 3.1.2 Tính chất, hình thái và cấu trúc của vật liệu nano bạc sử dụng NB làm chất khử và NC làm chất ổn định 3.1.2.1 Ảnh TEM của nano bạc sử dụng NB làm chất khử và NC làm chất ổn định... sử dụng dựa trên quy trình của Yu Wan và cộng sự [40] Quy trình điều chế nano bạc được trình bày trên hình 2.1 20 mL NC 1 % + 75 mL H2O cất 2 lần 1 Khuấy từ mạnh, nhiệt độ 70 oC trong 15 phút 2 Thêm 1,7 mL Ag+ 1 % 3 Thêm nhanh 2mL NaBH4 0.2 %, khuấy trong 1 giờ Dung dịch nano bạc Hình 2.1 Sơ đồ quy trình tổng hợp nano bạc sử dụng NB làm chất khử và NC làm chất ổn định Hình 2.2 Tổng hợp nano bạc sử dụng. .. cần khảo sát vào lỗ Cho các đĩa vào tủ lạnh ở 4 oC trong 15 - 18 giờ để kháng sinh đủ khuếch tán ra xung quanh trước khi vi sinh vật kiểm định phát triển, sau đó cho vào tủ ấm (30 oC) trong 24 giờ và quan sát nếu có vòng vô khuẩn thì chứng tỏ mẫu tổng hợp được có khả năng kháng khuẩn 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phổ hấp thụ tử ngoại -khả kiến (UV-Vis) [2], [4] Phổ UV-Vis là loại phổ electron, ứng. .. văn Luận văn chia thành các chương sau: Chương 1 Tổng quan Chương 2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu Chương 3 Kết quả và thảo luận Chương 4 Kết luận và kiến nghị 12 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về khoa học nano và công nghệ nano Khoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tượng và sự can thiệp vào vật liệu ở các quy mô nguyên tử, phân tử và đại phân tử Tại các quy mô đó, tính chất của... và thực phẩm chức năng cho con người - Trong mỹ phẩm: Dùng làm sản phẩm chăm sóc da, chăm sóc tóc - Trong xử lý môi trường: Dùng đề xử lý kim loại nặng trong nước thải, xử lý nước thải dệt nhuộm (trừ nước thải chứa thuốc nhuộm base) 22 Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu 2.1.1 Tổng hợp nano bạc sử dụng NB làm chất khử và NC làm chất ổn định Chúng tôi tổng hợp nano bạc. .. (khoảng 10 oC) và sử dụng ngay 2.1.2 Tổng hợp nano bạc sử dụng CTS làm chất khử đồng thời làm chất ổn định Quy trình tổng hợp nano bạc dựa trên quy trình của Dongwei Wei và cộng sự [11] Tuy nhiên chúng tôi có thay đổi một số yếu tố và điều kiện thí nghiệm 5 mL Chitosan 0,1 % + 2 mL AgNO3 0,1 % Ống COD dung tích 10 mL, đậy kín 1 Siêu âm 2 phút 2 Để yên và sấy ở 105 oC trong 12 giờ Dung dịch nano bạc Hình... khác biệt ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau 1.2.4.1 Ứng dụng của nano bạc đối với sức khoẻ và y học Do con người luôn phải chịu sự tấn công của các loại vi khuẩn độc hại có trong môi trường, chính vì vậy mà khoa học luôn phải tìm kiếm, tổng hợp nên các vật liệu có khả năng diệt trừ vi khuẩn Dù không quá lâu khi thế giới phát hiện ra công nghệ nano bạc có những tính năng tuyệt vời với khả năng bảo... hạt nano bạc tạo ra tương đối đồng đều (với nồng độ Ag+ 0,05 %) và không xác định rõ hình thái, kích thước (với nồng độ Ag+ 1 %) Tuy nhiên, độ bền của dung dịch keo theo thời gian vẫn chưa được tốt Vì vậy, chúng tôi tiếp tục khảo sát thêm phương pháp tổng hợp nano bạc sử dụng CTS làm chất khử đồng thời làm chất ổn định để xét xem kích thước, điều kiện phản ứng và khả năng bảo vệ hạt nano bạc của nó ... khảo sát khả ứng dụng Mục đích nghiên cứu - Tổng hợp vật liệu nano bạc sử dụng hai chất khử khác - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng khả ứng dụng Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Vật... tục khảo sát thêm phương pháp tổng hợp nano bạc sử dụng CTS làm chất khử đồng thời làm chất ổn định để xét xem kích thước, điều kiện phản ứng khả bảo vệ hạt nano bạc 35 3.2 Tổng hợp nano bạc. .. thấp, CTS tan nước Khảo sát ảnh hưởng giá trị pH đến trình tổng hợp Khảo sát khoảng thời gian ngắn với mẫu chitosan 150 oC Tiến hành gắn nano vàng lên nano bạc để khảo sát khả kháng khuẩn hình