Tổng hợp nano bạc từ dung dịch bạc nitrat bằng tác nhân khử là dịch chiết lá rau sam

Rau sam là một loài cây sống một năm, thân mọng nước trong họ Rau sam (Portulacaceae), dễ tìm, dễ sống, vị chua, có tính hàn, không có độc. Rau sam có thể mọc tự nhiên tựa như sức sống và sự chịu vươn lên của những người nông dân vậy. Mặc dù mọc dại như thế, nhưng rau sam lại mang trong mình vitamin A, vitamin C, canxi, sắt, acid folic và cholin, lại không chứa cholesterol, không có chất béo. Ascorbic acid tồn tại trong thiên nhiên dưới ba dạng chủ yếu: Ascorbic acid dạng khử, Dehydroascorbic acid –dạng oxi hóa và Ascorbigen – dạng liên kết với polypeptide, bền với chất oxi hóa hơn nhưng hoạt tính chỉ bằng nửa so với Ascorbic acid trong thực vật. Tính khử của Ascorbic acid phụ thuộc vào nhóm dienol trong phân tử của nó. Ascorbic acid hay vitamin C có nhiều trong các loại rau quả như: thanh trà, đu đủ, bưởi, cam, chanh, rau sam, bông cải xanh, hạnh, cà chua, ớt,...Từ đó, phương pháp chiết tách Ascorbic acid từ các loại thực vật và tận dụng chúng làm tác nhân khử trong các phản ứng hóa học là một phương pháp thân thiện với môi trường, phù hợp với mục tiêu của hóa học xanh mà thế giới đang hướng tới.Kim loại bạc là một chất kháng khuẩn và không độc hại. Vật liệu nano bạc vừa kết hợp được những tính chất ưu việt của vật liệu nano, vừa kết hợp được những tính chất quý báu của kim loại bạc, nên có rất nhiều ứng dụng quan trọng thú vị, đặc biệt là trong lĩnh vực kháng khuẩn.Với ý tưởng muốn tổng hợp nano bạc bằng con đường hóa học xanh. Chúng em đã chọn chất khử là Ascorbic acid hay vitamin C có trong dịch chiết lá rau Sam để khử ion Ag+ trong dung dịch AgNO3 tạo ra dung dịch nano bạc. Sau đó chúng em dùng dung dịch nano bạc điều chế được để thử khả năng kháng khuẩn trên một số vi khuẩn như: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus.

CUỘC THI SÁNG TẠO THANH THIẾU NIÊN NHI ĐỒNG TOÀN QUỐC LẦN THỨ 16 ( 2019 – 2020)    ĐỀ TÀI TỔNG HỢP NANO BẠC TỪ DUNG DỊCH BẠC NITRAT BẰNG TÁC NHÂN KHỬ LÀ DỊCH CHIẾT LÁ RAU SAM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ Tên tác giả: NGUYỄN Q DIỆU Giới tính: Nữ Tên tác giả: NGUYỄN VIỆT CƯỜNG Giới tính: Nam Học sinh lớp: 11B1 - Trường THPT số Nghĩa Hành, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thị Thảo Email: thaoprt@gmail.com Đơn vị: Quảng Ngãi Quảng Ngãi, tháng 08 năm 2020 CUỘC THI SÁNG TẠO THANH THIẾU NIÊN NHI ĐỒNG TỒN QUỐC LẦN THỨ 16 (2019-2020) TĨM TẮT BẢN THUYẾT MINH Tên đề tài: TỔNG HỢP NANO BẠC TỪ DUNG DỊCH BẠC NITRAT BẰNG TÁC NHÂN KHỬ LÀ DỊCH CHIẾT LÁ RAU SAM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ Tên tác giả: NGUYỄN Q DIỆU Giới tính: Nữ Tên tác giả: NGUYỄN VIỆT CƯỜNG Giới tính: Nam Học sinh lớp: 11B1 - Trường THPT số Nghĩa Hành, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thị Thảo Đơn vị: Trường THPT số Nghĩa Hành, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi Ý tưởng Rau sam loài sống năm, thân mọng nước họ Rau sam (Portulacaceae), dễ tìm, dễ sống, vị chua, có tính hàn, khơng có độc Rau sam mọc tự nhiên tựa sức sống chịu vươn lên người nông dân Mặc dù mọc dại thế, rau sam lại mang vitamin A, vitamin C, canxi, sắt, acid folic cholin, lại khơng chứa cholesterol, khơng có chất béo Ascorbic acid tồn thiên nhiên ba dạng chủ yếu: Ascorbic acid- dạng khử, Dehydroascorbic acid –dạng oxi hóa Ascorbigen – dạng liên kết với polypeptide, bền với chất oxi hóa hoạt tính nửa so với Ascorbic acid thực vật Tính khử Ascorbic acid phụ thuộc vào nhóm dienol phân tử Ascorbic acid hay vitamin C có nhiều loại rau như: trà, đu đủ, bưởi, cam, chanh, rau sam, cải xanh, hạnh, cà chua, ớt, Từ đó, phương pháp chiết tách Ascorbic acid từ loại thực vật tận dụng chúng làm tác nhân khử phản ứng hóa học phương pháp thân thiện với môi trường, phù hợp với mục tiêu hóa học xanh mà giới hướng tới Kim loại bạc chất kháng khuẩn không độc hại Vật liệu nano bạc vừa kết hợp tính chất ưu việt vật liệu nano, vừa kết hợp tính chất quý báu kim loại bạc, nên có nhiều ứng dụng quan trọng thú vị, đặc biệt lĩnh vực kháng khuẩn Với ý tưởng muốn tổng hợp nano bạc đường hóa học xanh Chúng em chọn chất khử Ascorbic acid hay vitamin C có dịch chiết rau Sam để khử ion Ag+ dung dịch AgNO3 tạo dung dịch nano bạc Sau chúng em dùng dung dịch nano bạc điều chế để thử khả kháng khuẩn số vi khuẩn như: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus Mơ tả quy trình tổng hợp Nano bạc từ dung dịch bạc nitrat tác nhân khử dịch chiết rau Sam 2.1 Các hóa chất dụng cụ thí nghiệm *Hóa chất: - Rau Sam hái huyện Nghĩa Hành Thành phố Quảng Ngãi - Dung dịch AgNO3 100mM, 1mM; nước cất lần *Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm: - Cốc thủy tinh 250 ml, bình tam giác có nhám 100 ml, phễu chiết, pipet ml, ml, 10 ml, chén sứ, bình định mức 100 ml, 250 ml, ống đong 50 ml, 100 ml, 250 ml, thìa xúc hóa chất, giấy lọc, ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt - Cân phân tích, tủ sấy, máy khuấy từ gia nhiệt, bếp cách thủy, máy đo pH, máy đo phổ UV-VIS, máy đo TEM 2.2 Tổng hợp dịch chiết rau sam Thông qua phổ hấp thụ UV-VIS khảo sát bước sóng hấp thụ cực đại độ hấp thụ cực chọn thời gian chiết, chọn tỉ lệ rắn/lỏng tối chiết tối ưu nhằm thu dịch chiết tối ưu rau sam cho trình điều chế nano bạc Cố định thông số Nồng độ dung dịch AgNO3 (mM) Tỉ lệ (ml) thể tích dịch chiết/dung dịch AgNO3 Nhiệt độ phản ứng (0C) Thời gian phản ứng tối thiểu (phút) Tốc độ khuấy từ (vòng/phút) 2/30 25 30 400 * Các đại lượng khảo sát: hảo sát thời gian chiết biến thiên: t phút, 10 phút, 15 phút, 20 phút, 25 phút Tỉ lệ rắn lỏng, cố định thể tích nước (200 ml), cịn giá trị khối lượng mẫu rau sam biến thiên: m gam, 10 gam, 15 gam, 20 gam, 25 gam * Cách tiến hành: Cân 15g rau sam tươi rửa nước cất hai lần làm khô, sau chưng ninh với 200 ml nước cất t phút (với t = 5, 10, 15, 20, 25 phút), lọc lấy dịch chiết làm nguội dịch chiết đến nhiệt độ phòng Lấy ml dịch chiết nhỏ từ từ vào bình tam giác có chứa sẵn 30 ml dung dịch AgNO3 1mM, khuấy hỗn hợp máy khuấy từ tốc độ 400 vòng/phút để hỗn hợp phản ứng nhiệt độ 250C Sau 30 phút, màu vàng nâu đặc trưng nano bạc xuất hiện, để ổn định dung dịch giờ, sau đem đo UV-VIS 2.3 Pha dung dịch AgNO3 100mM, 1mM từ AgNO3 rắn Cân xác 1,7 gam AgNO3 rắn, định mức nước cất tới 100ml ta dung dịch AgNO3 100mM Các nồng độ thấp pha loãng từ dung dịch Dùng pipet hút xác 2,5 ml dung dịch AgNO3 100mM, định mức nước cất tới 250 ml thu dung dịch AgNO3 1mM, bảo quản chai thủy tinh đậy nắp để sử dụng cho thí nghiệm sau 2.4 Tổng hợp dung dịch nano bạc Thông qua phổ hấp thụ UV-VIS khảo sát bước sóng hấp thụ cực đại độ hấp thụ cực chọn điều kiện tối ưu: nồng độ AgNO 3, thể tích dịch chiết rau sam, thời gian, nhiệt độ, thời gian phản ứng để tạo nano bạc * Cách tiến hành: tương tự mục 2.2 Khảo sát đặc tính hạt nano bạc tổng hợp từ dịch chiết rau sam - Phân tích UV-VIS thực tìm độ hấp thụ cực đại khoảng bước sóng 400 – 600nm Xác định tạo thành nano bạc Phân tích UV-VIS đo phịng thí nghiệm Hóa học trường Đại học Phạm Văn Đồng, Thành phố Quảng Ngãi, tỉnh Quảng Ngãi - Ảnh TEM: Mẫu điều kiện tối ưu chụp phịng thí nghiệm siêu cấu trúc – Khoa virut - Viện vệ sinh dịch tễ Trung ương, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội Thử nghiệm dung dịch nano bạc làm chất kháng khuẩn Dung dịch nano bạc tối ưu pha loãng nước cất lần với nồng độ: 1/2, 1/4, 1/8 Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn dung dịch nano bạc thực phịng thí nghiệm Hóa – Sinh – Mơi trường, trường Đại học Phạm Văn Đồng, Thành phố Quảng Ngãi, Tỉnh Quảng Ngãi Phương pháp thực hiện: Sử dụng phương pháp khuếch tán đĩa thạch Các dòng vi khuẩn dự kiến thử: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus Ý tưởng - Dùng dịch chiết rau Sam (một loại rau coi cỏ dại) làm chất khử để tổng hợp dung dịch nano bạc đường hóa học xanh thay cho hóa chất độc hại khác dịch chiết thực vật khác nghiên cứu nhiều-công bố Việt Nam dịch chiết nha đam, dịch chiết bàng, chè, dâu tằm, lăng, diếp cá, húng quế, ổi, dịch chiết cam, dịch chiết củ nghệ - Dùng dung dịch nano bạc điều chế để thử nghiệm khả kháng khuẩn Tính sáng tạo Dùng dịch chiết rau Sam làm chất khử để tổng hợp dung dịch nano bạc Giá thành việc điều chế dung dịch nano bạc rẻ rau Sam dễ tìm; trình tổng hợp đơn giản Khả áp dụng sản phẩm - Dung dịch nano bạc sau điều chế xong đem thử nghiệm làm chất kháng khuẩn Thí nghiệm tiến hành phịng thí nghiệm Hóa – Sinh – Môi trường, trường Đại học Phạm Văn Đồng, Thành phố Quảng Ngãi, Tỉnh Quảng Ngãi - Với đặc tính kháng khuẩn, ngăn sâu bệnh, diệt nấm diệt vi khuẩn:dung dung dịch nano bạc giúp chúng em bảo quản tốt bình hoa lớp học lâu hay chúng em dùng để pha chế nước rửa tay sát khuẩn CUỘC THI SÁNG TẠO THANH THIẾU NIÊN NHI ĐỒNG TOÀN QUỐC LẦN THỨ 16 (2019-2020) BẢN THUYẾT MINH Tên đề tài: TỔNG HỢP NANO BẠC TỪ DUNG DỊCH BẠC NITRAT BẰNG TÁC NHÂN KHỬ LÀ DỊCH CHIẾT LÁ RAU SAM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ Tên tác giả: NGUYỄN Q DIỆU Giới tính: Nữ Tên tác giả: NGUYỄN VIỆT CƯỜNG Giới tính: Nam Học sinh lớp: 11B1 - Trường THPT số Nghĩa Hành, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thị Thảo Đơn vị: Trường THPT số Nghĩa Hành, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi Ý tưởng Rau sam loài sống năm, thân mọng nước họ Rau sam (Portulacaceae), dễ tìm, dễ sống, vị chua, có tính hàn, khơng có độc Rau sam mọc tự nhiên tựa sức sống chịu vươn lên người nông dân Mặc dù mọc dại thế, rau sam lại mang vitamin A, vitamin C, canxi, sắt, acid folic cholin, lại khơng chứa cholesterol, khơng có chất béo Ascorbic acid tồn thiên nhiên ba dạng chủ yếu: Ascorbic acid- dạng khử, Dehydroascorbic acid –dạng oxi hóa Ascorbigen – dạng liên kết với polypeptide, bền với chất oxi hóa hoạt tính nửa so với Ascorbic acid thực vật Tính khử Ascorbic acid phụ thuộc vào nhóm dienol phân tử Ascorbic acid hay vitamin C có nhiều loại rau như: trà, đu đủ, bưởi, cam, chanh, rau sam, cải xanh, hạnh, cà chua, ớt, Từ đó, phương pháp chiết tách Ascorbic acid từ loại thực vật tận dụng chúng làm tác nhân khử phản ứng hóa học phương pháp thân thiện với môi trường, phù hợp với mục tiêu hóa học xanh mà giới hướng tới Kim loại bạc chất kháng khuẩn không độc hại Vật liệu nano bạc vừa kết hợp tính chất ưu việt vật liệu nano, vừa kết hợp tính chất quý báu kim loại bạc, nên có nhiều ứng dụng quan trọng thú vị, đặc biệt lĩnh vực kháng khuẩn Với ý tưởng muốn tổng hợp nano bạc đường hóa học xanh Chúng em chọn chất khử Ascorbic acid hay vitamin C có dịch chiết rau Sam để khử ion Ag+ dung dịch AgNO3 tạo dung dịch nano bạc Sau chúng em dùng dung dịch nano bạc điều chế để thử khả kháng khuẩn số vi khuẩn như: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus Mô tả quy trình tổng hợp Nano bạc từ dung dịch bạc nitrat tác nhân khử dịch chiết rau Sam 2.1 Các hóa chất dụng cụ thí nghiệm *Hóa chất: - Rau Sam hái huyện Nghĩa Hành Thành phố Quảng Ngãi - Dung dịch AgNO3 100mM, 1mM; nước cất lần *Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm: - Cốc thủy tinh 250 ml, bình tam giác có nhám 100 ml, phễu chiết, pipet ml, ml, 10 ml, chén sứ, bình định mức 100 ml, 250 ml, ống đong 50 ml, 100 ml, 250 ml, thìa xúc hóa chất, giấy lọc, ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt - Cân phân tích, tủ sấy, máy khuấy từ gia nhiệt, bếp cách thủy, máy đo pH, máy đo phổ UV-VIS, máy đo TEM 2.2 Tổng hợp dịch chiết rau sam Thông qua phổ hấp thụ UV-VIS khảo sát bước sóng hấp thụ cực đại độ hấp thụ cực chọn thời gian chiết, chọn tỉ lệ rắn/lỏng tối chiết tối ưu nhằm thu dịch chiết tối ưu rau sam cho trình điều chế nano bạc Cố định thông số Nồng độ dung dịch AgNO3 (mM) Tỉ lệ (ml) thể tích dịch chiết/dung dịch AgNO3 Nhiệt độ phản ứng (0C) Thời gian phản ứng tối thiểu (phút) Tốc độ khuấy từ (vòng/phút) 2/30 25 30 400 * Các đại lượng khảo sát: hảo sát thời gian chiết biến thiên: t phút, 10 phút, 15 phút, 20 phút, 25 phút Tỉ lệ rắn lỏng, cố định thể tích nước (200 ml), cịn giá trị khối lượng mẫu rau sam biến thiên: m gam, 10 gam, 15 gam, 20 gam, 25 gam * Cách tiến hành: Cân 15g rau sam tươi rửa nước cất hai lần làm khơ, sau chưng ninh với 200 ml nước cất t phút (với t = 5, 10, 15, 20, 25 phút), lọc lấy dịch chiết làm nguội dịch chiết đến nhiệt độ phòng Lấy ml dịch chiết nhỏ từ từ vào bình tam giác có chứa sẵn 30 ml dung dịch AgNO3 1mM, khuấy hỗn hợp máy khuấy từ tốc độ 400 vòng/phút để hỗn hợp phản ứng nhiệt độ 250C Sau 30 phút, màu vàng nâu đặc trưng nano bạc xuất hiện, để ổn định dung dịch giờ, sau đem đo UV-VIS 2.3 Pha dung dịch AgNO3 100mM, 1mM từ AgNO3 rắn Cân xác 1,7 gam AgNO3 rắn, định mức nước cất tới 100ml ta dung dịch AgNO3 100mM Các nồng độ thấp pha loãng từ dung dịch Dùng pipet hút xác 2,5 ml dung dịch AgNO3 100mM, định mức nước cất tới 250 ml thu dung dịch AgNO3 1mM, bảo quản chai thủy tinh đậy nắp để sử dụng cho thí nghiệm sau 2.4 Tổng hợp dung dịch nano bạc Thông qua phổ hấp thụ UV-VIS khảo sát bước sóng hấp thụ cực đại độ hấp thụ cực chọn điều kiện tối ưu: nồng độ AgNO 3, thể tích dịch chiết rau sam, thời gian, nhiệt độ, thời gian phản ứng để tạo nano bạc * Cách tiến hành: tương tự mục 2.2 Khảo sát đặc tính hạt nano bạc tổng hợp từ dịch chiết rau sam - Phân tích UV-VIS thực tìm độ hấp thụ cực đại khoảng bước sóng 400 – 600nm Xác định tạo thành nano bạc Phân tích UV-VIS đo phịng thí nghiệm Hóa học trường Đại học Phạm Văn Đồng, Thành phố Quảng Ngãi, tỉnh Quảng Ngãi - Ảnh TEM: Mẫu điều kiện tối ưu chụp phịng thí nghiệm siêu cấu trúc – Khoa virut - Viện vệ sinh dịch tễ Trung ương, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội Thử nghiệm dung dịch nano bạc làm chất kháng khuẩn Dung dịch nano bạc tối ưu pha loãng nước cất lần với nồng độ: 1/2, 1/4, 1/8 Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn dung dịch nano bạc thực phịng thí nghiệm Hóa – Sinh – Mơi trường, trường Đại học Phạm Văn Đồng, Thành phố Quảng Ngãi, Tỉnh Quảng Ngãi Phương pháp thực hiện: Sử dụng phương pháp khuếch tán đĩa thạch Các dòng vi khuẩn dự kiến thử: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus Kết 5.1 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chiết rau sam Ảnh hưởng thời gian chiết tỉ lệ rắn/lỏng đến trình tạo nano bạc khảo sát qua thông số cố định (Phụ lục 1) Kết khảo sát phụ thuộc thời gian dịch chiết rau sam tối ưu tỉ lệ rắn/lỏng tối ưu biểu diễn Hình 5.1 Hình 5.2 Hình 5.1 Phổ hấp thụ UV-VIS dung dịch nano bạc theo thời gian chiết Hình 5.2 Phổ hấp thụ UV-VIS dung dịch nano bạc theo tỉ lệ rắn/lỏng 5.2 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo nano bạc 5.2.1 Khảo sát nồng độ dung dịch AgNO3 Điều kiện khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch AgNO3 lên tạo thành nano bạc (Phụ lục 2) Kết đo phổ hấp thụ UV-VIS mẫu nano bạc khảo sát thể Hình 5.3 Hình 5.3 Phổ hấp thụ UV-VIS dung dịch nano bạc với nồng độ AgNO3 0,5 mM, mM, mM, mM, mM Kết phân tích phổ UV – VIS cho thấy đỉnh hấp thụ cực đại nằm khoảng bước sóng từ 461,5-464nm, đỉnh ứng với cộng hưởng plasmon bề mặt hạt nano bạc, bước đầu chứng tỏ dung dịch tạo dung dịch nano bạc dự đốn kích thước hạt nano bạc từ 10-30nm Nhìn chung, nồng độ tăng độ hấp thụ cực đại tăng Tuy nhiên, nồng độ tăng lên đến 3mM độ hấp thụ cực đại bị giảm Hiện tượng giải thích nồng độ AgNO3 cao tạo lượng lớn nano bạc, phân bố dày đặc dung dịch, làm tăng xác xuất hạt va chạm kết dính với nhau, dẫn đến giảm lượng tự bề mặt Mặt khác, độ hấp thụ cực đại mM lớn nhất, sau thời gian dài (khoảng 48 bảo quản), dung dịch chuyển sang màu nâu đen, mờ đục gần giống màu dung dịch nồng độ mM, chứng tỏ hệ không bền, bị chuyển hóa thành Ag2O Vì vậy, chúng tơi chọn nồng độ AgNO3 mM nồng độ tối ưu cho trình tổng hợp nano bạc với độ hấp thụ cực đại 0,46277 bước sóng 462nm 5.2.2 Khảo sát tỉ lệ chiết Vchiết: VAgNO3 Điều kiện khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ chiết Vchiết: VAgNO3 lên tạo thành nano bạc (Phụ lục 3) Kết đo phổ hấp thụ UV-VIS mẫu nano bạc khảo sát thể Hình 5.4 Hình 5.4 Phổ hấp thụ UV-VIS dung dịch nano bạc với thể tích dịch chiết ml, ml, 3ml, 4ml, 5ml Từ kết hình 5.4 cho thấy thể tích dịch chiết rau sam tăng từ ml đến ml giá trị mật độ quang tăng dần, nghĩa lượng nano bạc tổng hợp tăng, đạt giá trị lớn với thể tích dịch chiết ml (A 0,616144, bước sóng 453nm) Ở thể tích dịch chiết từ – ml, giá trị mật độ quang giảm dần, giải thích: Ở nồng độ này, hạt nano bạc tạo có kích thước lớn, dễ bị keo tụ Vậy chúng tơi chọn giá trị thể tích dịch chiết tối ưu ml 4.2.3 Khảo sát nhiệt độ phản ứng Điều kiện khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên tạo thành nano bạc (Phụ lục 4) Kết đo phổ hấp thụ UV-VIS mẫu nano bạc khảo sát thể Hình 5.5 Kết phân tích phổ UV – VIS cho thấy đỉnh hấp thụ cực đại nằm khoảng bước sóng từ 458,5-460 nm, đỉnh ứng với cộng hưởng plasmon bề mặt hạt nano bạc, bước đầu chứng tỏ dung dịch tạo dung dịch nano bạc dự đốn kích thước hạt nano bạc từ 10-30nm Từ kết hình 5.5 cho thấy nhiệt độ mức 250C mật độ quang đạt giá trị cao (A =0,845766, bước sóng 460 nm) Nhưng tiếp tục tăng tiếp tục tăng nhiệt độ cường độ hấp thụ giảm Điều chứng tỏ nhiệt độ cao, hạt nano bạc tạo thành khơng bền Từ tượng keo tụ diễn nhanh Vậy chọn nhiệt độ tối ưu để điều chế nano bạc 250C Hình 5.5 Phổ hấp thụ UV-VIS dung dịch nano bạc với 0 , 0 nhiệt độ phản ứng 25 C, 30 C, 40 C , 50 C, 60 C 5.2.4 Khảo sát thời gian phản ứng Điều kiện khảo sát ảnh hưởng thời gian lên tạo thành nano bạc(Phụ lục5) Kết đo phổ hấp thụ UV-VIS mẫu nano bạc khảo sát thể Hình 5.6 Hình 5.6 Phổ hấp thụ UV-VIS dung dịch nano bạc với thời gian , phản ứng 20 phút, 30 phút, 40 phút , 50 phút, 60 phút Từ kết hình 5.6 cho thấy độ hấp thụ cực đại tăng thời gian phản ứng tăng từ 20 phút lên 40 phút, tướng ứng với nồng độ nano bạc tăng theo dung dịch Tuy nhiên, từ 40 phút lên 60 phút độ hấp thụ cực đại giảm dần Tại thời điểm 50 phút 60 phút độ hấp thụ cực đại giảm không nhiều (0,47 – 0,42) Hiện tượng giải thích thời gian phản ứng lâu tạo nhiều hạt nano bạc hơn, dễ bị oxi hóa thành Ag2O Vì vậy, 40 phút chọn thời gian tối ưu cho trình tổng hợp nano bạc với độ hấp thụ cực đại 0,593385 bước sóng 461,5nm 5.3 Kết phân tích mẫu nano bạc tối ưu Qua khảo sát trên, mẫu nano bạc tối ưu tổng hợp với điều kiện sau: - Nồng độ AgNO3 : mM - Tỉ lệ dịch chiết rau sam/ AgNO3 : 2:30 - Nhiệt độ phản ứng: 25 C - Thời gian phản ứng: 40 phút - Tốc độ khuấy: 400 vòng/phút - pH dịch chiết (pH = 5,4) 5.3.1 Kết chụp phổ UV-VIS Kết đo độ hấp thụ UV-VIS mẫu nano bạc tối ưu tối ưu thể hình 5.7 Hình 5.7 Phổ hấp thụ UV-VIS mẫu nano bạc tối ưu Hình 5.8 Mẫu dung dịch nano bạc tối ưu Mẫu nano bạc sau ổn định 24 giờ, độ hấp thụ cực đại (A=1,73838) bước sóng 453nm 5.3.2 Kết chụp TEM Kết chụp TEM: Dùng kính hiển vi điện tử truyền qua để xác định xác kích thước, hình dáng phân bố hạt nano bạc tạo thành Hình 5.9 Ảnh TEM hạt nano bạc (thang đo 100 nm) Ảnh TEM cho thấy hạt nao bạc có dạng hình cầu, khơng bị keo tụ dung dịch, kích thước hạt nhỏ đồng Một số giá trị đường kính thu khoảng 10-30nm Từ ước lượng kích thước trung bình hạt nano bạc tạo thành vào khoảng 14,2 đến 24,3 nm Kết phù hợp với kết đo UV-VIS 5.4 Kết thử hoạt tính kháng khuẩn dung dịch nano bạc tối ưu Kết thử hoạt tính kháng vi khuẩn Gram (-) Escherchia coli, vi khuẩn Gram (+) Staphylococcus aureus (S.aureus) vi khuẩn Gram (+) Bacillus cereus sau lần thí nghiệm chi tiết vi khuẩn (Phụ lục 6) Kết cho thấy: Ở nồng độ chưa pha loãng, 1/2, 1/4, 1/8 thấy xuất vịng vơ khuẩn ba vi khuẩn Escherchia coli, Staphylococcus aureus Bacillus cereus, đường kính vịng vô khuẩn lớn đĩa thạch điều chứng tỏ mẫu dung dịch nano bạc điều chế phương pháp kháng khuẩn Trong đó, nồng độ pha loãng 1/2 ba loại vi khuẩn cho kết tốt So sánh kết nồng độ khác dung dịch nano bạc ba vi khuẩn, vi khuẩn Bacillus cereus nhìn chung cho kết tốt Hình 5.10 Kết thử nghiệm kháng vi khuẩn Escherchia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus ứng với dung dịch nano bạc pha loãng 1/8 1/4 Ghi chú: Số 1, 2, : dung dịch nano bạc pha loãng 1/8, 1/4, 1/2 Số 4: dung dịch nano bạc chưa pha loãng Ý tưởng - Dùng dịch chiết rau Sam (một loại rau coi cỏ dại) làm chất khử để tổng hợp dung dịch nano bạc đường hóa học xanh thay cho hóa chất độc hại khác dịch chiết thực vật khác nghiên cứu nhiều-công bố Việt Nam dịch chiết nha đam, dịch chiết bàng, chè, dâu tằm, lăng, diếp cá, húng quế, ổi, dịch chiết cam, dịch chiết củ nghệ - Dùng dung dịch nano bạc điều chế để thử nghiệm khả kháng khuẩn Tính sáng tạo Dùng dịch chiết rau Sam làm chất khử để tổng hợp dung dịch nano bạc Giá thành việc điều chế dung dịch nano bạc rẻ rau Sam dễ tìm; trình tổng hợp đơn giản Khả áp dụng sản phẩm - Dung dịch nano bạc sau điều chế xong đem thử nghiệm làm chất kháng khuẩn Thí nghiệm tiến hành phịng thí nghiệm Hóa – Sinh – Mơi trường, trường Đại học Phạm Văn Đồng, Thành phố Quảng Ngãi, Tỉnh Quảng Ngãi - Với đặc tính kháng khuẩn, ngăn sâu bệnh, diệt nấm diệt vi khuẩn:dung dung dịch nano bạc giúp chúng em bảo quản tốt bình hoa lớp học lâu hay chúng em dùng để pha chế nước rửa tay sát khuẩn Phụ lục: PHỤ LỤC Điều kiện khảo sát yếu tố ảnh hưởng chiết rau sam Nồng độ Tỉ lệ Nhiệt độ Thời gian Tốc độ khuấy AgNO3 Vdịch chiết : VAgNO3 phản ứng tạo nano (vòng/phút) (mM) ( C) (phút) 2:30 Nhiệt độ 30 phút 400 phịng (hoặc lâu hơn) STT Điều kiện khảo sát ảnh hưởng thời gian chiết Tỉ lệ rắn lỏng (g rau sam/ml nước cất) Thời gian chiết (phút) 15/200 15/200 10 15/200 15 15/200 20 15/200 25 STT Điều kiện khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ rắn/lỏng chiết rau sam Tỉ lệ rắn lỏng (g rau sam/ml nước cất) Thời gian chiết (phút) 5/200 10 10/200 10 15/200 10 20/200 10 25/200 10 10 PHỤ LỤC Điều kiện khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch AgNO3 lên tạo thành nano bạc TT Tỉ lệ Nhiệt độ Thời gian Nồng độ Tốc độ khuấy Vdịch chiết phản ứng phản ứng AgNO3 (vòng/phút) :VAgNO3 (0C) (phút) (mM) 2:30 250C 30 0,5 400 2:30 250C 30 1,0 400 2:30 25 C 30 2,0 400 2:30 25 C 30 3,0 400 2:30 30 4,0 400 25 C PHỤ LỤC Điều kiện khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ chiết lên tạo thành nano bạc Thời gian phản ứng (phút) 30 Nồng độ AgNO3 (mM) 1,0 Tốc độ khuấy (vòng/phút) Vdịch chiết :VAgNO3 1:30 Nhiệt độ phản ứng (0C) 250C 2:30 250C 30 1,0 400 3:30 250C 30 1,0 400 4:30 5:30 250C 250C 30 30 1,0 1,0 400 400 TT Tỉ lệ 400 PHỤ LỤC Điều kiện khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên tạo thành nano bạc Vdịch chiết :VAgNO3 Nhiệt độ phản ứng (0C) Thời gian phản ứng (phút) Nồng độ AgNO3 (mM) Tốc độ khuấy (vòng/phút) 2:30 250C 30 1,0 400 2:30 300C 30 1,0 400 2:30 400C 30 1,0 400 2:30 500C 30 1,0 400 2:30 600C 30 1,0 400 TT Tỉ lệ 11 PHỤ LỤC Điều kiện khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng lên tạo thành nano bạc TT Tỉ lệ Vdịch chiết :VAgNO3 Nhiệt độ phản ứng (0C) Thời gian phản ứng (phút) Nồng độ AgNO3 (mM) Tốc độ khuấy (vòng/phút) 2:30 250C 20 1,0 400 2:30 250C 30 1,0 400 2:30 250C 40 1,0 400 2:30 250C 50 1,0 400 2:30 250C 60 1,0 400 PHỤ LỤC Bán kính phát triển vi khuẩn Escherchia coli sau lần thực nghiệm dung dịch nano bạc Nồng độ pha lỗng (dung mơi nước cất) Dung dịch chưa pha lỗng Thể tích dung dịch nano bạc (µl) 100 Lần 14 4,0 8,0 8,67 7,0 1/2 100 9,0 10 9,0 9,33 7,0 1/4 100 10 6,0 6,0 7,33 8,0 1/8 100 4,0 4,0 4,0 4,0 8,0 Đường kính vịng vơ khuẩn (mm) Giá trị Đối chứng dương Lần Lần trung bình (ampicillin) Bán kính phát triển vi khuẩn Staphylococcus aureus sau lần thực nghiệm dung dịch nano bạc Nồng độ pha Thể tích Đường kính vịng vơ khuẩn (mm) lỗng (dung dung dịch Giá trị Đối chứng môi nước cất) nano bạc Lần Lần Lần trung dương (µl) bình (ampicillin) Dung dịch 100 14 14 13 13,67 12 chưa pha loãng 1/2 100 12 9,0 8,0 9,67 12 1/4 100 11 9,0 8,0 9,33 14 1/8 100 9,0 7,0 7,0 7,67 14 12 Bán kính phát triển vi khuẩn Bacillus cereus sau lần thực nghiệm dung dịch nano bạc Nồng độ pha Thể tích Đường kính vịng vơ khuẩn (mm) lỗng (dung dung dịch Giá trị Đối chứng môi nước cất) nano bạc Lần Lần Lần trung dương (µl) bình (ampicillin) Dung dịch 100 10 9,0 8,0 9,0 7,0 chưa pha loãng 1/2 100 14 8,0 14 12 7,0 1/4 100 11 8,0 8,0 9,0 10 1/8 100 12 12 11 11,67 10 * Nhận xét, đánh giá kết đề tài Sau thời gian thực đề tài phịng thí nghiệm trường Đại học Phạm Văn Đồng tìm hiểu tài liệu có liên quan đến nano bạc, đề tài tổng hợp thành công nano bạc từ dung dịch bạc nitrat tác nhân khử dịch chiết rau sam, với thông số sau: Các điều kiện tối ưu để thu dịch chiết rau sam: - Thời gian chiết: 10 phút - Tỉ lệ khối lượng rau sam / thể tích nước: 15 gam / 200 ml Các yếu tố tối ưu để tổng hợp hạt nano bạc: - Nồng độ dung dịch AgNO3 : mM - Tỉ lệ thể tích (ml) dịch chiết so với thể tích dung dịch AgNO3 mM: 2/30 - Nhiệt độ tạo nano bạc: 25°C - Thời gian tạo nano bạc: 40 phút Kết khảo sát đặc tính hạt nano bạc: Từ kết đo TEM tổng hợp thành công hạt nano bạc từ dung dịch bạc nitrat tác nhân khử dịch chiết nước rau sam, với dạng hình cầu, khơng bị keo tụ dung dịch, kích thước hạt nhỏ đồng đều, trung bình khoảng từ 14,2nm đến 24,3 nm Kết thử hoạt tính kháng khuẩn: Mẫu nano bạc có khả ức chế phát triển vi khuẩn Escherchia coli, Staphylococcus aureus Bacillus cereus *Hướng phát triển đề tài: Nghiên cứu khảo sát thêm số yếu tố ảnh hưởng khác như: pH để tối ưu hóa quy trình tổng hợp nano bạc Đồng thời xác định nồng độ nano bạc tạo thành dung dịch tính hiệu suất tạo nano bạc rắn Ngoài cần đo XRD, EDX nano bạc phổ IR dịch chiết rau sam HẾT 13 Giáo viên hướng dẫn Nghĩa Hành, Ngày 25 tháng 08 năm 2020 Người viết đề tài Phạm Thị Thảo Nguyễn Qúi Diệu XÁC NHẬN CỦA NHÀ TRƯỜNG HIỆU TRƯỞNG 14 ... Dùng dịch chiết rau Sam làm chất khử để tổng hợp dung dịch nano bạc Giá thành việc điều chế dung dịch nano bạc rẻ rau Sam dễ tìm; trình tổng hợp đơn giản Khả áp dụng sản phẩm - Dung dịch nano bạc. .. quan đến nano bạc, đề tài tổng hợp thành công nano bạc từ dung dịch bạc nitrat tác nhân khử dịch chiết rau sam, với thông số sau: Các điều kiện tối ưu để thu dịch chiết rau sam: - Thời gian chiết: ... tạo nano bạc: 25°C - Thời gian tạo nano bạc: 40 phút Kết khảo sát đặc tính hạt nano bạc: Từ kết đo TEM tổng hợp thành công hạt nano bạc từ dung dịch bạc nitrat tác nhân khử dịch chiết nước rau sam,