Nghiên cứu khả năng diệt khuẩn của vật liệu quang xúc tác ống nano tio2 chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt

imkj ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC VŨ HỒNG HẠNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG DIỆT KHUẨN CỦA VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC ỐNG NANO TiO2 CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Thái Nguyên - 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC VŨ HỒNG HẠNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG DIỆT KHUẨN CỦA VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC ỐNG NANO TiO2 CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT Chuyên ngành: Quang học Mã số: 8440110 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐẶNG VĂN THÀNH Thái Nguyên - 2018 LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn TS Đặng Văn Thành tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên em trình thực luận văn Em gửi lời cám ơn chân thành tới thầy, cô giáo Khoa Vật lý Công nghệ, thầy cô Phòng Đào tạo, thầy Ban Giám hiệu Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên Em xin chân thành cảm ơn Thạc sỹ Nguyễn Thị Khánh Vân nhiệt tình giúp đỡ trình thực cơng việc thực nghiệm để hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu Trường Đại học Y- Dược cho phép em sử dụng sở vật chất trang thiết bị phòng thí nghiệm Lý - Lý sinh y học Dược trình thực công việc thực nghiệm Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình ln động viên ủng hộ tích cực để em thực trọn vẹn khóa học vừa qua Mặc dù có nhiều cố gắng, song thời gian có hạn, khả nghiên cứu thân hạn chế nên kết nghiên cứu tránh thiếu sót Em mong nhận góp ý, bảo thầy giáo, giáo, bạn đồng nghiệp người quan tâm đến vấn đề trình bày luận văn, để luận văn hoàn thiện Em xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2018 Tác giả Vũ Hồng Hạnh i LỜI CAM ĐOAN Tôi tên: Vũ Hồng Hạnh Sinh ngày 30 tháng năm 1978 Quê qn: Hải Phòng Hiện cơng tác tại: Trường THPT Phạm Ngũ Lão- Thủy Nguyên- Hải Phòng Là học viên cao học khóa 2015 Trường Đại Học Khoa Học-Đại học Thái Nguyên Tôi cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu khả diệt khuẩn của vật liệu quang xúc tác ống nano TiO2 chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt” cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu luận văn sử dụng trung thực, nguồn trích dẫn có thích rõ ràng, minh bạch, có tính kế thừa, phát triển từ tài liệu, tạp chí, cơng trình nghiên cứu cơng bố, website Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm lời cam đoan Thái Nguyên, tháng năm 2018 Tác giả Vũ Hồng Hạnh ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU……………………………………………………… .………… CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO…… …… .… 1.1.Vật liệu ống nanoTiO2……………………………….……… …………4 1.1.1 Vật liệu nanoTiO2 1.1.2.Tính chất quang xúc tác vật liệu TiO2………………….…………….6 1.1.3.Cơ chế diệt khuẩn vật liệu TiO2……………… …………9 1.1.4 Các phương pháp chế tạo vật liệu ống nano TiO2………… … 13 1.1.4.1.Phương pháp điện hóa điện cực anot………………… .… … 14 1.1.4.2 Phương pháp tạo khuôn …………………………… … 17 1.1.4.3 Phương pháp thủy nhiệt ……………………… … 18 1.2.Phương pháp tạo màng kỹ thuật lắng đọng điện di……… …… 21 1.3 Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài………………………… 23 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 28 2.1.Quy trình chế tạo mẫu……………… .……………….……… 28 2.1.1 Các dụng cụ hóa chất sử dụng……….…………… …… .28 2.1.1.1 Dụng cụ thí nghiệm…………………….…………… ………… 28 2.1.1.2 Hóa chất…………………………………………………………… 28 2.1.2.Chế tạo vật liệu ống nano TiO2 phương pháp thủy nhiệt… ……28 2.2.Các phương pháp khảo sát cấu trúc tính chất vật liệu… ………….30 2.2.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X…………… ………………………30 2.2.2 Phương pháp tán xạ Raman………… 31 2.2.3.Phương pháp chụp hiển vi điện tử quét (SEM) ……………… .32 2.2.4 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM)… ………………32 2.2.5 Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng… .32 2.2.6 Phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis…………………… 33 2.2.7 Nghiên cứu khả diệt khuẩn vật liệu ống nanoTiO2… … 34 2.2.7.1 Đánh giá khả quang xúc tác vật liệu TNT -500…… 35 iii 2.2.7.2 Nghiên cứu khả diệt khuẩn vật liệu ống nano TiO2…… 38 2.2.7.3 Đánh giá khả diệt khuẩn vật liệu ống nano TiO2 dạng màng vi khuẩn đại diện E Coli 39 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………… ……41 3.1.Đặc trưng vật liệu…………………… …41 3.2 Phổ Raman vật liệuTiO2…… … .42 3.3.Diện tích bề mặt mẫu bột………………………………………… 43 3.4 Hình thái học vật liệu TiO2…………………… 45 3.5 Đánh giá khả quang xúc tác vật liệu thông qua khả phân hủy màu MB… 51 3.6 Kết nghiên cứu khả diệt khuẩn vật liệu TNT-500 ……….52 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ………………………………… …54 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ……………………… 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO… …… ………………………………….56 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu viết tắt Nội dung TNT Titan nanotube (ống TiO2) BET Brunauer Emnet and Teller E.coli Escherichia coli DSSC Dye – sensitized solar cells ( Pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu) MB Xanh methylen SEM TEM XRD X-ray Diffraction (nhiễu xạ tia X) UVA Ultraviolet radiation A 10 UV Ultraviolet radiation Scanning Electron Microscopy (hiển vi điện tử quét) Transmission electron microscopy (hiển vi điện tử truyền qua) v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các số vật lý TiO2 pha anatase, rutile brookite [10]…………5 Bảng 2.Tổng hợp số nghiên cứu tiêu biểu nước liên quan đến hướng sử dụng vật liệu quang xúc tác TiO2……… .…………….26 Bảng 3.1 Kết đo độ hấp thụ quang MB với nồng độ khác nhau… 36 vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1.Cấu trúc tinh thể pha TiO2 rutile(a), anatase(b) brookite(c) (Ti(màu trắng);O(màu đỏ))[9]………………….…………………… …… Hình 1.2.Cấu trúc vùng lượng TiO2 cho pha rutile(trái), anatase(giữa) brookite(phải) [9]………………………………………………… …….… Hình 1.3 Cơ chế quang xúc tác vật liệu TiO2[15]………… Hình 1.4 Cấu trúc màng tế bào .10 Hình 1.5 Sơ đồ minh họa chế tạo gốc hoạt động TiO2 kích thích ánh sáng 12 Hình 1.6 Cơ chế diệt khuẩn TiO2 tiếp xúc với màng tế bào ; (a) màng tế bào trạng thái bình thường , (b) màng tế bào tiếp xúc với TiO2 , (c) tổn thương phục hồi , (d) màng tế bào bị phá hủy ,(e) thành phần bên tế bào bị phân hủy trình khống hóa [19] 12 Hình 1.7 Sơ đồ minh họa phương pháp chế tạo ống nano TiO2: (a) phương pháp thủy nhiệt, (c) tạo khn, (e) anốt hóa, (b), (d), (f) ảnh TEM SEM vật liệu chế tạo[8] ………………………………………………………….…13 Hình 1.8 Sơ đồ minh họa kĩ thuật anốt hóa chế tạo ống nano TiO2 sử dụng cấu hình điện cực[21]………………….…………………………………… …14 Hình 1.9 Sơ đồ minh họa kĩ thuật anodization chế tạo ống nano TiO2 sử dụng cấu hình điện cực[6]…………………………………………………….… 15 Hình 1.10: Sự ảnh hưởng dung dịch điện phân tới hình thành ống TiO2 (a) suy giảm cường độ dòng điện điện phân theo thời gian ứng với trường hợp khơng có ( -) có ( ) ion F- dung dịch điện phân, b c trình di chuyển ion linh động dung dịch điện phân có ion F- khơng có ion F- [8]………………………………………… 16 vii Hình 1.11 Sơ đồ minh họa trình chế tạo ống nano tube TiO2: (a) tạo khuôn (b) lắng đọng chế tạo lớp màng thụ động , (c) lắng đọng chọn lọc lỗ phía khn , (d) ăn mòn hóa học lớp màng PC với dung môi chloroform 600C để nhận cấu trúc ống nano tube TiO2…………………… ………17 Hình 1.12: Ảnh SEM (trên) TEM (dưới) (a) vật liệu TiO2 pha rutile ban đầu (b) xử lý với NaOH HCl tạo cấu trúc hạt mảng dầy, (c) xử lý với NaOH, HCl nước cất tạo cấu trúc ống nano[28]………………………………… 19 Hình 1.13 Cơ chế tạo thành cấu trúc ống nano TiO2 anatase sử dụng vật liệu ban đầu bột TiO2 anatase[29]……………………………………………… 20 Hình 1.14 Sơ đồ minh họa trình lắng điện di: (a) EPD catốt, (b) EPD anốt ……………………………………………………………………………… 22 Hình 2.1 Các giai đoạn chế tạo vật liệu ống nano TiO2 phương pháp thủy nhiệt……………… ………………………………………… ……………29 Hình 2.2 Ảnh chụp hệ thủy nhiệt dùng để chế tạo mẫu………………… 30 Hình 2.3 Phản xạ tia X họ mặt mạng tinh thể…………… ….30 Hình 2.4 Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ MB…… ………………….36 Hình 2.5 Ảnh chụp hệ quang xúc tác xử lý MB……………… ………… 36 Hình 2.6 Ảnh chụp hệ quang xúc tác xử lý MB làm việc …………….…37 Hình 2.7 Sơ đồ minh họa trình lắng đọng điện di tạo màng TNT, ảnh nhỏ màng sau chế tạo…………………………………………………… 39 Hình 2.8 Sơ đồ quy trình nghiên cứu khả diệt khuẩn màng TNT….40 Hình 3.1.a Giản đồ nhiễu xạ vật liệu TiO2 thương mại(P25)…………….41 Hình 3.1.b Giản đồ XRD TNT khơng ủ………………………………….42 Hình 3.1.c Giản đồ XRD TNT ủ 500oC………………………………….42 Hình 3.2 Phở Raman vật liệu TiO2 P25 TNT không ủ ủ 500oC…………………………………………………………… ……………43 Hình 3.3.a Đường đẳng nhiệt hấp phụ khử hấp phụ N2 mẫu TiO2 P25 44 viii Hình 3.4c: Ảnh SEM của TNT nung 500 oC Hình 3.5: Ảnh TEM của vật liệu TiO2 thương mại 47 Hình 3.6: Ảnh TEM của vật liệu TNT khơng nung Hình 3.7: Ảnh TEM của vật liệu TNT nung 500 oC 48 Kết ảnh TEM cho thấy, P25 ban đầu hạt nano kính thước khoảng 25-40 nm Sau phản ứng thủy nhiệt nhiệt độ 1300C sản phẩm thu có dạng ống nanơ đường kính cỡ nm, chiều dài ống khoảng 200 đến 450 nm Khi ủ nhiệt nhiệt độ 500 0C kích thước ống thay đởi lớn dần có cấu trúc dạng ống rõ rệt kèm xuất hạt nanơ TiO2 có kích thước từ 20 nm đến 40 nm xen kẽ với ống nanô, phù hợp với kết ảnh SEM quan sát Lưu ý nung nhiệt độ cao thường sử dụng để tăng cường độ tinh thể hóa, tăng độ tinh thể hóa làm tăng hoạt tính quang hóa Tuy nhiên, việc nung nhiệt độ cao làm tăng kích thước hạt giảm diện tích bề mặt TiO2 (như kết đo BET) tăng nhiệt độ cao dẫn đến hình thành pha rutile hoạt tính pha anatase Điều giải thích hoạt tính quang hóa TNTs liên quan đến khả hấp phụ nước nhóm hydroxyl bề mặt TNTs Lượng nước nhóm hydroxyl hấp phụ lên bề mặt phụ thuộc vào dạng tinh thể diện tích bề mặt TiO2 Anatase có hoạt tính rutile hấp phụ nước nhóm hydroxyl nên anatase cho tốc độ tạo thành •OH cao Do đó, diện tích bề mặt riêng yếu tố quang trọng ảnh hưởng đến vai trò hấp phụ TNTs Kết hợp với kết XRD, Raman nghiên cứu trước lựa chọn vật liệu ủ 5000C (TNT-500) để chế tạo màng đế ITO sử dụng kĩ thuật EPD Kết chụp SEM (hình 3.8) cho thấy bề mặt lớp màng sau phủ giữ cấu trúc dạng ống TNT bề mặt màng không phẳng, độ gồ ghề cao Để kiểm tra thêm, phép đo Raman mẫu màng sau chế tạo thực Kết qủa cho thấy phổ Raman mẫu màng TNT-500 tương tự phở Raman mẫu bột khơng có đỉnh phở khác 49 Hình 3.8: Ảnh SEM của màng mỏng TNT-500 đế ITO; ảnh nhỏ ảnh chụp màng TNT sau chế tạo sấy khô cắt cho xử lý diệt khuẩn Hình 3.9: Phổ Raman của màng mỏng TNT-500 đế ITO 50 3.5 Đánh giá khả quang xúc tác vật liệu thông qua khả phân hủy màu MB Hình 3.10 kết đo phổ phản xạ khuếch tán mẫu TNT-500 Hình 3.10: Phổ phản xạ khuếch tán của mẫu TNT-500 Từ phở hấp thụ (hình 3.10), dựng đồ thị biểu diễn phụ thuộc (αhν)1/2 vào lượng photon (bên phải) ngoại suy đường cong xác định độ rộng vùng cấm TNT-500 có giá trị khoảng 3,31 eV, thích hợp sử dụng đèn UVA với bước sóng 365 nm Để kiểm tra hiệu vật liệu, đánh giá hoạt động quang xúc tác vật liệu TNT-500 thông qua hiệu suất phân hủy dung dịch MB xạ tử ngoại UVA Kết xác định nồng độ MB lại dung dịch theo thời gian xử lý quang xúc tác mẫu TNT-500 xạ tử ngoại hai trường hợp có khơng có vật liệu xác tác TNT-500 trình bày hình 3.11 MB (UV) MB-TNT(UV) 1.0 C/C0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 30 60 90 t 51 120 150 180 Hình 3.11: Kết xử lý MB theo thời gian của mẫu có khơng có xúc tác TNT-500 Hình 3.12: Ảnh chụp dung dịch MB chiếu xạ thời gian khác tương ứng phút, 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút Từ kết cho thấy mẫu TNT-500 có khả quang xúc tác tốt sử dụng đèn UVA Sau 3h chiếu sáng nồng độ MB bị phân hủy 90% Do chúng tơi lựa chọn mẫu vật liệu TNT-50 để đánh giá thêm hoạt lực diệt khuẩn 3.6 Kết nghiên cứu khả diệt khuẩn vật liệu TNT-500 a) b) 52 c) Hình 3.13: (a) Mẫu có màng TNT-500, có chiếu đèn UVA, (b) mẫu khơng có màng, chiếu đèn UVA, (c) mẫu khơng có màng, khơng chiếu đèn Khả diệt kh̉n mẫu TNT-500 đánh giá phương pháp đếm khuẩn lạc vi khuẩn đại diện E.coli Kết cho thấy màng TNT500 có khả diệt khuẩn hoàn toàn khuẩn E.coli với nồng độ 106 CFU/ml thời gian 30 phút chiếu đèn UVA (Hình 3.13a) Lượng vi kh̉n mẫu khơng có màng TNT-500, có chiếu đèn UVA (Hình 3.13b) bị tiêu diệt lớn so với mẫu khơng chiếu đèn khơng có lớp màng TNT-500 (Hình 3.13c) Nguyên nhân chiếu đèn có lượng vi khuẩn bị tiêu diệt tia UVA Còn mẫu khơng có màng TNT-500 khơng chiếu đèn lượng vi kh̉n giảm khơng đáng kể q trình chết tự nhiên Như để cập mục 1.1.3 hình 1.6, kích thích nguồn sáng UVA, bề mặt TiO2 xuất cặp e- - h+ cặp oxi hóa – khử, tham gia phản ứng với phân tử O2, H2O, H2O2 tạo gốc hoạt động O2•-, HO2•, HO• Các gốc tạo công màng tế bào chất dẫn đến phá hủy màng tế bào gây rối loạn cấu trúc chức màng tế bào chất áp suất thẩm thấu ngồi thành tế báo thay đởi, vận chuyển vật chất qua màng tăng lên cách không thuận nghịch tế bào khả vận chuyển chọn lọc dẫn đến khả phát triển tế bào khơng tế bào chết Q trình phá hủy diễn cách liên tục phần tế bào tiếp xúc với xúc tác Khi sử dụng vật liệu không chiếu đèn UVA khơng kích thích q trình hình thành electron lỗ trống quang sinh nên xảy phản ứng hấp phụ bề mặt vật liệu dẫn đến hiệu xử lý thấp đáng kể so với chiếu đèn UVA 53 KẾT LUẬN Dựa vào kết thực nghiệm, rút số kết luận sau: Đã chế tạo vật liệu TNT phương pháp thủy nhiệt với thành phần pha anatase diện tích bề mặt riêng 106.30 m²/g Đã chế tạo màng TNT đế ITO phương pháp EPD Đã nghiên cứu khả quang xúc tác vật liệu thơng qua q trình phân hủy MB khả tiêu diệt vi khuẩn E.coli Kết cho thấy hiệu suất phân hủy MB đạt 90% màng TNT có khả tiêu diệt hồn tồn vi khuẩn thời gian 30 phút chiếu xạ đèn UVA KHUYẾN NGHỊ Do điều kiện hạn chế thời gian học viên kinh phí nhóm nghiên cứu nên kết chưa thật đầy đủ Để đánh giá kĩ chế hiệu ứng quang xúc tác diệt khuẩn sử dụng vật liệu TNT chế tạo được, khả làm việc điện cực màng TNT điều kiện thực tế, số vấn đề triển khai để nghiên cứu sâu hơn: Nghiên cứu yếu tố công nghệ ảnh hưởng trình tạo màng TNT-500 đến khả diệt khuẩn Đánh giá khả diệt khuẩn sử dụng phương pháp màng lọc chế sử dụng quan sát TEM, SEM Phân tích hiệu diệt khuẩn trên nhiều loại vi khuẩn thực tế 54 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ Nguyen Thi Khanh Van, Nguyen Van Hao, Trinh Dinh Kha, Nguyen Thi Ha, Vu Hong Hanh, Nguyen Thanh Hai, Nguyen Thi Thuy, Nguyen Dac Trung, Dang Van Thanh, and Nguyen Nhat Huy (2017), “Antibacterial activity of titania nanotubes prepared from hydrothermal method under UV-A irradiation” Proceeding of AUN-SEED/Net 2017 Regional Conference on Environmental Engineering (RC-EnvE2017) “Environmental Protection toward Green Development, page 72, Back Khoa publishing house, ISBN 978-604-95-0308-5 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Nghiêm Bá Xuân, M.T., Nghiên cứu chế điều kiện chế tạo vật liệu nano TiO2 dạng anatase dùng làm xúc tác quang hóa Tạp chí khoa học ứng dụng, 2006 Số N Q Trung, V.A.K., N T Thảo, Nghiên cứu loại bỏ dung mơi hữu VOCs q trình xúc tác quang hóa bơng thạch anh phủ TiO2 Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, 2010 15: p 185 - 190 Ngơ Tuấn Anh, N.Đ.L., Xúc tác quang hóa TiO2 Micronano composit mang vật liệu nano carbon có cấu trúc Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng, 2008 số (26): p 83-91 Tài Liệu Tiếng Anh 10 11 12 Puckett, S.D., et al.,, The relationship between the nanostructure of titanium surfaces and bacterial attachment Biomaterials,, 2010 31(4): p 706-713 Macák, J.M., H Tsuchiya, and P Schmuki, , High‐aspect‐ratio TiO2 nanotubes by anodization of titanium Angewandte Chemie International Edition, 2005 44(14): p 2100-2102 Kaiying Wang., et al., Electrochemical engineering of hollow nanoarchitectures: pulse/step anodization and their applications Chem Soc Rev (Si, Al, Ti), 2014 43: p 1476 1500 Cargnello, M.G., T R.; Murray, C B., Solution-Phase Synthesis of Titanium Dioxide Nanoparticles and Nanocrystals Chemical Reviews, 2014 114: p 9319-9345 Kiyoung Lee, A.M., and Patrik Schmuki, One-Dimensional Titanium Dioxide Nanomaterials Nanotubes, Chem Rev, 2014 114 (19): p 93859454 M Landmann, E.R.a.W.G.S., The electronic structure and optical response of rutile, anatase and brookite TiO2, J Phys.: Condens Matter,, 2012 24: p 195503 Shang-Di Mo and W Y Ching Electronic and optical properties of three phases of titanium dioxide: Rutile, anatase, and brookite 1995 51(1): p 13023-13032 A.K.P.D Savio, J.F., F.C Robles Herna´ndez, , Sonosynthesis of nanostructured TiO2 doped with transition metals having variable bandgap Ceramics International,, (2013) 39: p 2753-2765 K Sunada, T Watanabe, and and K Hashimoto, Studies on photokilling of bacteria on TiO2 thin film J Photochem Photobiol A Chem., 2003 156(no 1,): p 227-233 56 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Peter K.J Robertson 1996, J., “Semiconductor photocatalysis: an environmentally acceptable alternative production technique and effluent treatment process”, Cleaner Prod 4(3): p 203-2 12 Rosendo Lo´pez • Ricardo Go´mez, ”Band-gap energy estimation from diffuse reflectance measurements on sol-gel and commercial TiO2:acomparative stud J Sol-Gel Sci Technol, 2012 61: p 17,DOI10.1007/s10971-011-2582-9 Ammar Houas , H.L., Mohamed Ksibi , Elimame Elaloui , Ge, Qingsong Li, Chunyan Cao, Jianying Huang, Shuhui Li, Songnan Zhang, Zhong Chen, Keqin Zhang, Salem S Al-Deyab, and Yuekun La,, Onedimensional TiO2 Nanotube Photocatalysts for Solar water Splitting, Adv Sci., 2016: p 1600152 W E J and J W Maness S., S.S., Blake D.M., Huaang Z.,, Bactericidal activity of photocatalytic TiO2 reaction: toward and understanding of its killing mechanism Appl Environ Microbiol, 1999 65: p 4094 - 4098 M Cho, H.C., W Choi, and J Yoon,, Linear correlation between inactivation of E coli and OH radical concentration in TiO2 photocatalytic disinfection, 1069-1077, 2004 38 N A Amro, L.P.K., K Wadu-Mesthrige, A Bulychev, S Mobashery, and G Liu,, High-resolution atomic force microscopy studies of the Escherichia coli outer membrane: structural basis for permeability Langmuir, 2000 16(6,): p 2789-2796 Howard A FosterEmail authorIram B DittaSajnu VargheseAlex Steele, “Photocatalytic disinfection using titanium dioxide: spectrum and mechanism of antimicrobial activity” Appl Microbiol Biotechnol, 2011 90: p 1847-1868 Nguyễn Xuân Hòa, Bài giảng Vật lý - Lý sinh y học, Bộ môn Lý - Lý sinh, Trường Đại học Y-Dược, Đại học Thái Nguyên 2018 Roy, P., S Berger, and et al., TiO2 Nanotubes: Synthesis and Applications Angewandte Chemie International Edition, 2011 50(13): p 2904-2939 Shi, W., S Song, et al., Hydrothermal synthetic strategies of inorganic semiconducting nanostructures, Chemical Society Reviews, 2013 42( 13): p 5714-5743 Assefpour-Dezfuly, M., C Vlachos, and E Andrews,, Oxide morphology and adhesive bonding on titanium surfaces Journal of materials science,, 1984 19(11): p 3626-3639 Jung, J.H., et al p , Creation of novel helical ribbon and double-layered nanotube TiO2 structures using an organogel template Chemistry of materials,, 2002 14(4): p 1445-1447 Shin, H., et al.,, Formation of TiO2 and ZrO2 nanotubes using atomic layer deposition with ultraprecise control of the wall thickness Advanced Materials, 2004 16(14): p 1197-1200 57 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Zwilling, V., et al., , Structure and physicochemistry of anodic oxide films on titanium and TA6V alloy Surface and Interface Analysis, 1999 27 (7): p 629-637 Kobayashi, S., et al.,, Preparation of TiO2 hollow-fibers using supramolecular assemblies Chemistry of materials, 2000 12(6): p 15231525 Omoko Kasuga, M.H., Akihiko Hoson,Toru Sekino,and Koichi Niihara, Titania Nanotubes Prepared by Chemical Processing Adv Mater, 1999 11(15): p 1307-1311 Wang, W., et al.,, A study on the growth and structure of titania nanotubes Journal of materials research, 2004 19(2): p 417-422 Laxmidhar Besra, M.L., A review on fundamentals and applications of electrophoretic deposition (EPD) Progress in Materials Science, 2007 52: p 1-61 Morteza Farrokhi‐Rad , M.G., Electrophoretic Deposition of Titania Nanoparticles in Different Alcohols: Kinetics of Deposition Journal of the American Cremic Society, 2011 94(8): p 2354-2361 Elisa Paoli, G.C., Luigi Falciola,, Electrochemistry as a tool for nanoTiO2 deposition and for photoremediation pollutant monitoring Electrochemistry Communications,, 2010 12: p 1013-1016 Pifferi cộng sự, Electrodeposited nano-titania films for photocatalytic Cr(VI) reduction, Catalysis Today, 15 June 2013 209: p 8-12 Grätzel, B.O.R.M., “A low-cost, high-efficiency solar cell based on dyesensitized colloidal TiO2films” Nature,, 1991 353,: p 737-740 Ghadiri, E., et al.,, Enhanced electron collection efficiency in dyesensitized solar cells based on nanostructured TiO2 hollow fibers Nano letters, 2010 10(5): p 1632-1638 Gopal K Mor, O.K.V., Maggie Paulose,Karthik Shankar, Craig A Grimes,, A review on highlyordered,vertically oriented TiO2 nanotube arrays: Fabrication, materialproperties,and solar energy applications Solar EnergyMaterialsandSolar Cell, 2006 90(14): p 2011-2075 Mingzheng Chantal Guillard , J.-M.H., Photocatalytic degradation pathway of methylene blue in water Applied Catalysis B: Environmental,, 2001 31 p 145-157 Thái Thủy Tiên, L.V.Q., Âu Vạn Tuyền, Hà Hải Nghi, Nguyễn Hữu Khánh Hưng, Huỳnh Thị Kiều Xuân, Nghiên cứu tổng hợp TiO2 ống nano phương pháp anod hóa ứng dụng quang xúc tác TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, 2013 TẬP 16 Phùng Nguyễn Thái Hằng, D.Á.P., Lê Vũ Tuấn Hùng, Khảo sát tính quang xúc tác màng TiO2 oxit đồng pha tạp vanadium nitơ Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 2014 52: p 389-396 NanLiu Xiaoyin Chen JinliZhang Johannes W.Schwank, " review on TiO2-based nanotubes synthesized via hydrothermal method: Formation mechanism, structure modification, and photocatalytic applications " Catalytic today, 15 April 2014 225: p 34-51 58 41 42 T, T.T.L.a.Y.J., Surface science studies of the photoactivation of TiO2 new photochemical processes Chemical Reviews, 2006 106(10): p 4428-4453 K Sunada, T.W., and K Hashimoto, J Photochem Photobiol,, Studies on photokilling of bacteria on TiO2 thin film, A Chem, 2003 156(1): p 227-233 59 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU Hình 1: Hệ đo phở hấp thụ UV-Hitachi UH5300 60 Hình 2: Tủ sấy chân khơng làm khơ mẫu Hình 3: Ảnh bể rửa siêu âm làm đế, phân tán bột TNT-500 IPA; nguồn điện chiều để tạo màng TNT-500 phương pháp EPD 61 ... (BET)  Nghiên cứu khả quang xúc tác phân hủy thuốc nhuộm xanh methylene môi trường nước vật liệu ống nano TiO2 chế tạo  Nghiên cứu khả quang xúc tác diệt khuẩn vật liệu ống nano TiO2 chế tạo Ngoài... trường Khảo sát khả quang xúc tác vật liệu TNT chế tạo ứng dụng quang xúc tác diệt khuẩn E.coli Nội dung:  Chế tạo vật liệu ống nano TiO2 phương pháp thủy nhiệt  Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc,... 33 2.2.7 Nghiên cứu khả diệt khuẩn vật liệu ống nanoTiO2… … 34 2.2.7.1 Đánh giá khả quang xúc tác vật liệu TNT -500…… 35 iii 2.2.7.2 Nghiên cứu khả diệt khuẩn vật liệu ống nano TiO2 … 38