Nghiên cứu tổng hợp keo nano hợp kim kẽm bạc nhằm ứng dụng trị bệnh nấm hồng trên cây cao su

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -o0o - NGUYỄN TRƯỜNG SƠN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP KEO NANO HỢP KIM KẼM-BẠC NHẰM ỨNG DỤNG TRỊ BỆNH NẤM HỒNG TRÊN CÂY CAO SU CHUN NGÀNH: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2013 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG Cán chấm nhận xét : PGS.TS LÊ THỊ HỒNG NHAN Cán chấm nhận xét : TS HUỲNH KHÁNH DUY Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 27 tháng 12 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS PHẠM THÀNH QUÂN …………………… PGS.TS LÊ THỊ HỒNG NHAN …………………… PGS.TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG……………… TS HUỲNH KHÁNH DUY …………………… TS TRẦN THỊ NGỌC YÊN .…………………… Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC i    TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp.HCM, Ngày 04 tháng 01 năm 2014 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Trường Sơn Ngày, tháng, năm sinh: 05/03/ 1985 Nơi sinh: Hà Nam Chuyên ngành: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC MSHV :11054170 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP KEO NANO HỢP KIM KẼM-BẠC NHẰM ỨNG DỤNG TRỊ BỆNH NẤM HỒNG TRÊN CÂY CAO SU II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: • Tổng hợp keo nano hợp kim kẽm–bạc phương pháp polyol kết hợp với nhiệt vi sóng dùng Polyvinylpyrrolidone (PVP) làm chất ổn định • Phân tích tính chất hóa lý mẫu nano hợp kim kẽm – bạc chế tạo qua kết UV-Vis, TEM, XRD • Khảo sát so sánh khả kháng diệt bệnh nấm hồng (Corticium salmonocolor) keo nano hợp kim kẽm-bạc với thuốc Validan 5SL phịng thí nghiệm thực tế ngồi nơng trường • Khảo sát tính kích ứng (độ độc) keo nano hợp kim kẽm-bạc III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 24/06/2013 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 22/11/2013 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG Tp HCM, ngày 04 tháng 01 năm 2014 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.TS.NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG TRƯỞNG KHOA ii    LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn tốt nghiệp này, ngồi nỗ lực thân, cịn có giúp đỡ chia sẻ nhiều người Đầu tiên muốn gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Thị Phương Phong, người trực tiếp hướng dẫn làm luận văn tốt nghiệp Tôi xin cảm ơn thầy Phịng Hóa Lý Ứng Dụng – Khoa Hóa – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên tạo điều kiện tốt sở vật chất tinh thần để thực luận văn Cảm ơn bạn Đào, Ngọc Anh, Khương giúp suốt thời gian thực luận văn phịng thí nghiệm Cảm ơn gia đình, người thân bạn bè động viên giúp vượt qua khó khăn lúc làm luận văn Và cuối cùng, chúc quý thầy cô bạn có nhiều thành cơng sống Người viết Nguyễn Trường Sơn iii    TÓM TẮT LUẬN VĂN Ứng dụng công nghệ nano nông nghiệp hướng mang tính thực tế cao, mang lại lợi ích định cho kinh tế nước nhà Vì có đề tài việc dùng nano bạc, nano kẽm, nano đồng , vào việc diệt nấm hồng cao su nhằm ngăn ngừa tác hại bệnh nấm hồng gây cho cao su Chính vậy,ý tưởng chế tạo nano hợp kim kẽm-bạc để điều trị bệnh nếm hồng cao su nghĩ tới, từ việc thực đề tài :NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP KEO NANO HỢP KIM KẼM-BẠC NHẰM ỨNG DỤNG TRỊ BỆNH NẤM HỒNG TRÊN CÂY CAO SU thực Lần nano hợp kim kẽm - bạc tiến hành chế tạo sau hợp kim Ag-Au, Cu-Au, Fe-Co, Ni-Pd, Cu-Pt Trong luận văn này, dung dịch keo nano hợp kim kẽm - bạc nghiên cứu chế tạo hai phương pháp điều chế khác nhau, từ chọn phương pháp phù hợp phương pháp từ muối tan Các đặc tính dung dịch keo nano hợp kim đánh giá thơng qua kĩ thuật phân tích hóa lí khác như:UV-Vis, XRD, FE-SEM TEM Hiệu suất kháng nấm dung dịch keo nano hợp kim kẽm – bạc khảo sát phương pháp khuếch tán thạch Dung dịch keo nano hợp kim kẽm-bạc chế tạo được ứng dụng thực tế nông trường cao su Ông Quế Đồng Nai Dung dịch keo thu chứa hạt nano có kích thước khoảng 3nm-9 nm Tác dụng diệt nấm hồng dung dịch nồng độ 33,3 ppm tương ứng với loại thuốc Validan 5SL sử dụng thực tế nơng trường Ơng Quế.Kết thực nghiệm kích ứng da (K = 0) cho thấy dung dịch keo chế tạo không độc, thân thiện với môi trường người sử dụng iv      ABSTRACT Inthesis, bimetallic nanoparticles zinc – silver alloy were fabricated for using as plant protectant anti Corticium salmonicolor for rubber tree.Zinc- silvernanoparticles alloy colloidal solutions were characterized by using UV-Vis and TEM analysis UV-Vis showed an absorption peak of zinc nanoparticle at 230 nm and peak of silver nanoparticles at 427nm,TEM analysis demontrated zinc-silver nanoparticles with an averagediameter of about 3-15 nm Anti Corticium Salmonicolor effect of zinc - silver nanoparticles was 99% and same Validan5SLat 33,3ppm v      DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Các mẫu nano hợp kim Zn-Ag (1:1) khảo sát nhiệt độ 220oC có tỉ lệ ZnC2O4:PVP tương ứng 1:1 – 1:5, pH = 36 Bảng 3.2: Các mẫu nano hợp kim có tỉ lệ ZnC2O4 : PVP 1:5 khảo sát nhiệt độ 220 oC có tỉ lệ Zn-Ag thay đổi từ : – : 25 pH = 37 Bảng 3.3:Mức kích ứng da thỏ 42 Bảng 3.4:Tỉ lệ bệnh nấm hồng cao su sau phun nano hợp kim Ag-Zn 55 Bảng 3.5:Chỉ số bệnh nấm hồng cao su sau phun nano hợp kim Ag-Zn 55 vi      DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1:Mạng tinh thể bạc kẽm Hình 1.2: Hai nguyên lý để chế tạo hạt nano kim loại .6 Hình 1.3: Quy trình điều chế nano bạc phương pháp khử hóa học 11 Hình 1.4: Giống cao su Hevea brasiliensis 18 Hình 3.1:Kết FE-SEM, phân tích nhiệt XRD tiền chất oxalate kẽm 34 Hình 3.2:Phổ UV-Vis mẫu nano hợp kim Zn-Ag(1:1) khảo sát nhiệt độ 220oC tỉ lệ ZnC2O4:PVP tương ứng 1:1 –1:5, pH=7 35 Hình 3.3:Phổ UV-Vis mẫu nano hợp kim tỉ lệ ZnC2O4:PVP 1:5 khảo sát nhiệt độ 220oC có tỉ lệ Zn-Ag thay đổi từ 1:1-1:25 pH=7 .36 Hình 3.4:Ảnh TEM (thang đo 20 nm) mẫu nano hợp kim Zn-Ag (a) tỉ lệ Ag-Zn 1:1; (b) Ag – Zn : 15; (c) Ag - Zn : 25 38 Hình 3.5:Giản đồ XRD mẫu nano hợp kim Ag-Zn với tỉ lệ Ag-Zn : 25 39 Hình 3.6:Phổ UV-Vis keo nano hợp kim kẽm-bạc chế tạo theo phương pháp muối tan 40 Hình 3.7:Hình TEM biểu đồ phân bố kích thước mẫu nano hợp kim kẽm bạc điều chế theo phương pháp muối tan 40 Hình3.8: Giản đồ XRD nano hợp kim Ag-Zn điều chế theo phương pháp muối tan 41 Hình 3.9: Vườn cao su nơng trường Ơng Quế (Tổng Cty CS Đồng Nai) .46 Hình 3.10: Bệnh nấm hồng cấp 47 Hình 3.11: Bệnh nấm hồng cấp 47 Hình 3.12: Bệnh nấm hồng cấp 48 Hình 3.13: Bệnh nấm hồng cấp 48 Hình 3.14: Pha dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn để phun cao su 49 Hình 3.15: Phun dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn cao su .50 Hình 3.16: Bệnh nấm hồng cao su trước phun dung dịchkeo nano hợp kim Ag-Zn 50 Hình 3.17: Phun dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn lần cao su 51 Hình 3.18: Phun dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn lần cao su 51 Hình 3.19: Phun dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn lần cao su 52 vii      DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PVP Polyvinylpyrrolidone UV –Vis Ultraviolet – Visible TEM Transmission Electron Microscopy XRD X – ray diffracton FE – SEM Field Emission - Scanning Electron Microscopy PDA Potato Dextrose Agar TGA Thermogravimetric Analysis DTA Differential Thermal Analysis FCC Face Centered Cubic RDA Recommended Dietary Allowance TCN Trước công nguyên ĐC Đối chứng CS Cao Su viii      DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1: Quy trình điều chế nano hợp kim kẽm bạc từ kẽm oxalate 23 Sơ đồ 2.2: Quy trình điều chế nano hợp kim kẽm bạc từ hợp chất muối tan 24 Sơ đồ 2.3: Quy trình chuẩn bị giống nấm 29 ix    Nano Ag-Zn 66,7 ppm 45 Trước phun 46 47 Sau phun lần Sau phun lần Validan 5SL 2,0% 48 Trước phun 49 Sau phun lần 50 Sau phun lần Kết thử hoạt tính kháng diệt nấm hồng dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn Validan 5SL 2,0% cho thấy nồng độ 33,3 ppm keo nano hợp kim thuốc Validan 5SL 2,0% tương đương hiệu lực kháng nấm diệt nấm Tăng nồng độ dung dịch lên 50,0 ppm 66,7 ppm nấm hồng gần bị tiêu diệt sau lần phun thứ Như vậy, sử dụng dung dịch keo nano hợp kim kẽm-bạc thay thuốc bảo vệ thực vật Validan 5SL kháng diệt nấm Corticium Salmonicolor gây bệnh nấm hồng cho cao su Dung dịch không độc, thân thiện với người sử dụng mơi trường, có tiềm thuốc bảo vệ thực vật tương lai 45 3.3 Khảo sát thực tế 3.3.1 Xác định mức độ bị bệnh nấm hồng cao su Tiến hành khảo sát thực địa để đánh giá tình hình dịch bệnh vườn cao su nơng trường Ơng Quế thuộc Tổng Cơng ty Cao su Đồng Nai Hình 3.9: Vườn cao su nơng trường Ơng Quế (Tổng CTy CS Đồng Nai) 46 Hình 3.10: Bệnh nấm hồng cấp (thân xuất mạng nhện trắng) Hình 3.11 : Bệnh nấm hồng cấp (thân có màu hồng lợt) 47 Hình 3.12 : Bệnh nấm hồng cấp (thân có màu hồng đậm xì mủ) Hình 3.13: Bệnh nấm hồng cấp (thân Màu đen (mủ khơ có nấm bị hóng)) 48 3.3.2 Khảo sát hiệu lực keo nano hợp kim Ag-Zn chế tạo thực địa vườn khai thác cao su Tổng Công ty Cao su Đồng Nai  Mục đích khảo nghiệm:  Xác định hiệu lực phịng trừ bệnh nấm hồng cao su keo nano Ag-Zn  So sánh ngồi thực địa hiệu lực phịng trừ bệnh nấm hồng cao su keo nano Ag-Zn với thuốc Validan 5SL sử dụng Tổng công ty  Điều kiện khảo nghiệm Địa điểm khảo nghiệm: Lơ I19 nơng trường Ơng Quế thuộc Tổng Công ty Cao su Đồng Nai, Ấp 1, xã Xuân Quế, huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai Thời gian khảo nghiệm: từ 4/07/2013 đến 23/07/2013 Cây trồng khảo nghiệm: Cây cao su giống RRIV 4, thời kỳ khai thác năm  Các bước khảo nghiệm Hình 3.14: Pha dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn để phun cao su 49 Hình 3.15 : Phun dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn cao su Hình 3.16: Bệnh nấm hồng cao su trước phun dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn 50 Hình 3.17: Phun dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn lần cao su Hình 3.18: Phun dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn lần cao su 51 Hình 3.19: Phun dung dịch keo nano hợp kim Ag-Zn lần cao su 52 3.3.3 Phương pháp kết khảo nghiệm  Đối tượng khảo nghiệm: Bệnh nấm hồng cao su (nấm Corticiumsalmonicolor)  Phương pháp bố trí  Thí nghiệm diện hẹp, số lần lặp lại: lần  Quy mơ thí nghiệm: khảo sát 12 bị bệnh khảo nghiệm  Công thức khảo nghiệm gồm: Nghiệm thức Nghiệm thức Nghiệm thức Nghiệm thức Nghiệm thức (đối chứng) Thuốc phun Nano Ag-Zn Nano Ag-Zn Nano Ag-Zn Validan 5SL Cây/hàng Cấp bệnh 111/49 116/50 115/50 113/51 119/51 106/50 99/51 107/52 110/52 109/53 109/54 110/55 53 Nồng độ (ppm) 33,3 50,0 66,6 2,0%  Phương pháp phun dung dịch nano Thời điểm số lần phun dung dịch nano hợp kim kẽm-bạc ( tạm gọi phun thuốc) : phun thuốc lần, lần cách 7-10 ngày, phun dung dịch nano vào sáng sớm + Phun thuốc lần 1: 4/07/2013 + Phun thuốc lần 2: 11/07/2013 + Phun thuốc lần 3: 23/07/2013 Phương pháp phun thuốc: Phun thuốc phát vết bệnh cao su Phun thuốc ướt thân, cành nơi bệnh thường xảy Lượng nước: khoảng