3.1.5.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất khử BH4-/Se4+ lên kích thước hạt selen
trong môi trường chứa chitosan
Chitosan có độ nhớt cao, do đó, nồng độ chitosan được lựa chọn là 500 ppm bổ sung vào dung dịch trước phản ứng. Ở pH = 6 – 6,5 chitosan bắt đầu bị kết tủa, toàn bộ chuỗi polysacchrite bị kết lắng và giữ lại toàn bộ lượng mixen trong đó. Như vậy, khi NaBH4 dư sau phản ứng làm ảnh hưởng đến độ tan của chitosan dẫn đến ảnh hưởng tới kích thước và sự phân bố của selen hình thành trong dung dịch. Amoniac và axit axetic được sử dụng như môi trường đệm nhằm duy trì sự ổn định pH của dung dịch.
Tiến hành đo phổ UV – VIS và chụp TEM các mẫu nano Se để đánh giá hình thái, kích thước và sự phân bố của các hạt selen trong dung dịch.
Hình 3.20. Phổ UV – VIS của hạt nano selen thu được với tỷ lệ
Kết quả cho thấy, khi tăng tỷ lệ BH4-/Se4+ thì vị trí của đỉnh hấp thụ cực đại dịch chuyển về phía bước sóng lớn hơn từ 294 – 298 nm với giá trị bước sóng lần lượt là 1/1 (294 nm); 2/1 (296 nm); 4/1 (294 nm); 5/1 (294 nm) và 8/1 (296 nm). Giá trị độ hấp thụ cực đại tăng dần với tỷ lệ BH4-/Se4+ tăng từ 1/1 đến 4/1. Tuy nhiên với tỷ lệ BH4-/Se4+ tăng từ 4/1 đến 8/1, cho thấy độ hấp thụ cực đại giảm nhẹ. Như vậy, tỷ lệ BH4-/Se4+ thích hợp cho quá trình tổng hợp nano selen là 4/1.
Ảnh TEM của các mẫu selen tổng hợp với tỷ lệ BH4-/Se4+ khác nhau tại Hình 3.21 cho kích thước và sự phân bố của các hạt nano selen trong dung dịch.
a) BH4-/Se4+: 1/1 b) BH4-/Se4+ : 2/1
c) BH4-/Se4+ : 4/1 d) BH4-/Se4+ : 5/1
e) BH4-/Se4+ : 8/1
Các hạt nano selen tạo thành trong dung dịch có dạng hình cầu, đường kính hạt khoảng 40 nm – 60 nm tương ứng với các tỷ lệ BH4-/Se4+ là 1/1; 2/1; 4/1. Se hình thành trong phản ứng được bao bọc bởi các phân tử chitosan có mặt trong dung dịch, do đó tạo nên sự phân bố đồng đều trong dung dịch. Với tỷ lệ BH4-/Se4+ là 5/1 và 8/1, cho thấy Se tồn tại trong dung dịch dưới dạng hình cầu và hình que phân bố đều trong dung dịch. Điều này phù hợp với kết quả UV – VIS. Như vậy, nhằm thu được Se dưới dạng hình cầu và có độ ổn định cao, chọn tỷ lệ BH4-/Se4+ thích hợp là 4/1.
3.1.5.2. Ảnh hưởng của nồng độ selen lên kích thước hạt nano selen hình thành trong dung dịch chitosan sử dụng tác nhân khử axit L – ascorbic
Phân tử chitosan có các nhóm phân cực – OH và – NH2 có ái lực mạnh với ion Se4+ và các phân tử. Trong quá trình phản ứng, do các ion Se4+ đã được gắn lên trên các polyme nên không thể lớn lên một cách tự do. Hơn nữa các hạt khi vừa hình thành đã được ngăn cách với nhau bởi lớp vỏ polyme lớn và không thể kết tụ được với nhau. Điều này đã khống chế cả quá trình lớn lên và tập hợp của các hạt selen, do đó dễ tạo hạt đồng đều.
Hình 3.22. Phổ UV – VIS của hạt nano selen thu được với nồng độ thay đổi
trong dung dịch chitosan sử dụng chất khử ascorbic
Từ kết quả đo UV – VIS ở hình 3.22, ta nhận thấy rằng dung dịch selen điều chế được hấp phụ ở bước sóng 294 nm. Peak hấp thụ cực đại nhọn, có độ
bán rộng hẹp. Giá trị độ hấp thụ cực đại giảm dần theo nồng độ Se giảm dần lần lượt từ 50 (1,424) đến 800 ppm (0,991).
Để phân tích hình dạng, kích thước và sự phân bố hạt nano selen trong dung dịch, tiến hành chụp ảnh TEM các mẫu nano selen thu được. Kết quả chụp ảnh TEM thể hiện tại Hình 3.23.
a) Se: 50 ppm b) Se: 200 ppm
c) Se: 300 ppm d) Se: 400 ppm
e) Se: 800 ppm
Hình 3.23. Ảnh TEM của hạt nano selen thu được với nồng độ thay đổi trong
dung dịch chitosan sử dụng chất khử ascorbic
Các hạt nano selen tạo thành trong dung dịch có dạng hình cầu, đường kính hạt khoảng 40 nm – 60 nm tương ứng với các nồng độ 50; 200; 300; 400
ppm. Đối với nồng độ 800 ppm, các hạt có kích thước trung bình lớn hơn 50 – 80 và độ đồng đều kém hơn hẳn so với những mẫu nano selen nồng độ nhỏ hơn. Điều này cho thấy khi nồng độ selen trong dung dịch cao, các hạt dễ có xu hướng kết tụ tạo thành hạt lớn hơn. Như vậy, khoảng nồng độ selen thích hợp cho chế tạo là từ 50 – 400 ppm.