6. Bố cục luận văn
3.3.2. Kết quả xác định năng lượng hoạt hóa của phản ứng khửp-NP bằng
bằng NaBH4 dùng xúc tác nano bạc được tạo thành từ dung dịch AgNO3 và
dịch chiết củ nghệ
Thêm 10ml dung dịch nano bạc được tạo thành từ dung dịch AgNO3 và dịch chiết nước củ nghệ vào hỗn hợp p-NP và NaBH4 ở nhiệt độ phòng T = 300C và T = 600C. Xác định nồng độ p-NP theo thời gian, kết quả được thể hiện trong Bảng 3.10.
Bảng 3.10.Số liệu nồng độ p-NP theo thời gian ở T= 300C và T= 600C,
xúc tác nano bạc Thời gian phản ứng (phút) T = 300C T = 600C Mật độ quang (A1 ) Nồng độ p-NP (C1 ) Mật độ quang (A2 ) Nồng độ p-NP (C2 ) 1 1,1851 0,1472 1,2124 0,15011 5 1,1438 0,1414 0,8523 0,10021 10 1,1295 0,1393 0,5911 0,06336 20 1,0744 0,1316 0,3883 0,03474 30 0,9671 0,1164 0,2689 0,01791 60 0,6394 0,0702 0,0805 0,00007
Kết quả thực nghiệm cho thấy ở T = 300C và T = 600C thì lnC phụ thuộc tuyến tính vào thời gian t, chứng tỏ đây là phản ứng bậc nhất.
Hình 3.11. Sự phụ thuộc của lnC vào thời gian phản ứng khi dùng xúc tác nano bạc
Chuẩn hóa theo dạng đường thẳng ta thu được phương trình động học của phản ứng ở T = 300C là lnC = -0,0125t -1,1587 và ở T = 600C là lnC = -0,0715t - 1,2295. Dựa vào hệ số góc a suy ra hằng số tốc độ của phản ứng khử p-NP bằng NaBH4, xúc tác nano bạc, ở hai nhiệt độ tương ứng là k1 = 0,0125phút-1và k2 = 0,0715 phút-1. Thay vào phương trình Arrenhius:
Ta thu được giá trị năng lượng hoạt hóa là Ea = 41,109kJ/mol. Phản ứng khi có mặt xúc tác sẽ làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng nên làm tăng giá trị hằng số tốc độ k và dẫn đến làm tăng tốc độ phản ứng ở cùng điều kiện so với khi không có mặt xúc tác. y = -0.0125x - 1.1587 R² = 0.9517 y = -0.0715x - 1.2295 R² = 0.9902 -3 -2.8 -2.6 -2.4 -2.2 -2 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 0 10 20 30 40 50 60 70 2 1 2 2 1 1 ln T a T RT T k E T T k Nhiệt độ 300C ▪ Nhiệt độ 600C lnC
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Từ dịch chiết nước củ nghệ và dung dịch AgNO3 đã điều chế được nano bạc có khả năng xúc tác tốt cho phản ứng khử p-NP bằng NaBH4.
Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình chiết nước củ nghệ và quá trình tạo nano, đánh giá thông qua hiệu suất phản ứng khử p-NP bằng NaBH4 ở thời gian phản ứng t = 60 phút và rút ra kết luận về điều kiện tốt nhất:
-Quá trình chiết
+ Tỉ lệ rắn/lỏng: 3g/200ml. + Thời gian chiết: 2h30ph. -Quá trình tạo nano bạc
+ Nồng độ dung dịch AgNO3: 1mM.
+ Tỉ lệ dịch chiết/dung dịch AgNO3 = 6ml/20ml.
+ Môi trường pH = 7,5 (pH đo được của dung dịch mẫu). + Nhiệt độ tạo nano bạc: nhiệt độ 500C.
+ Thời gian tạo nano bạc: 8h.
Đã khảo sát nồng độ p-NP theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau T = 300C; T = 600C và T = 900C khi không có mặt xúc tác; xúc tác ở dạng bạc bột và xúc tác nano bạc.
- Khi không có mặt xúc tác và có mặt xúc tác bạc bột thì phản ứng khử p-NP bằng NaBH4 gần như không xảy ra.
- Khi có mặt xúc tác nano bạc được tổng hợp từ dịch chiết nước củ nghệ và dung dịch AgNO3, phản ứng có hằng số tốc độ k1 = 0,0125 phút-1 và k2 = 0,0715 phút-1 ở T1 = 300C và T2 = 600C tương ứng. Năng lượng hoạt hóa phản ứng khử p- NP bằng NaBH4 là Ea = 41,109kJ/mol.
2. Kiến nghị
Tiếp tục nghiên cứu giảm kích thước của hạt nano bạc, đây là yếu tố ảnh hưởng rất lớn tới khả năng xúc tác của vật liệu.
Điều chế nano bạc bằng cách sử dụng các loại dịch chiết thực vật khác và nghiên cứu khả năng xúc tác của chúng.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
[1] Phan Thanh Bình (2012), Hóa học và Hóa lý polymer, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh.
[2] Nguyễn Văn Dán (2014), Công nghệ vật liệu mới, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh.
[3] Nguyễn Thị Duyến (2014), Nghiên cứu tổng hợp hệ xúc tác nano bạc phân tán trên vật liệu mao quản trung bình (SBA) sử dụng cho qúa trình khử p- nitrophenol trong nước thải, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
[4] Trần Thị Đà, Đặng Trần Phách (2009), Cơ sở lý thuyết các phản ứng hóa học, NXB Giáo dục Việt Nam.
[5] Nguyễn Văn Đến (2002), Quang phổ nguyên tử và Ứng dụng, NXB Đại học
quốc gia TP Hồ Chí Minh.
[6] Lê Tự Hải, Tôn Nữ Thanh Nhàn (2013), ”Nghiên cứu tổng hợp hạt nano bạc từ dung dịch AgNO3 bằng tác nhân khử dịch chiết nước lá Bàng”, Tạp
chí Hóa học, (Số 6ABC-51), tr. 659-664.
[7] Lê Tự Hải, Võ Thị Tiếp (2015), “Phân hủy quang xúc tác methylen xanh sử dụng nano bạc tổng hợp từ dung dịch AgNO3 với tác nhân khử dịch chiết nước lá chè xanh”, Tạp chí Xúc tác và Hấp phụ, (Số T4), tr. 56-62.
[8] Nguyễn Hoàng Hải (2007), “Các hạt nano kim loại”, Tạp chí vật lý Việt Nam, (Số 4A), tr. 75-78.
[9] Nguyễn Văn Huống (2013), Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải nhiễm thuốc nổ nhóm nitrophenol bằng quá trình quang Fenton,Luận văn Thạc sĩ, Đại học Quốc gia Hà Nội.
[10] Nguyễn Lâm Xuân Hương, Trần Văn Phú, Lê Văn Hiếu, Nguyễn Phước Trung Hòa (2014), “Tổng hợp hạt nano bạc sử dụng dịch chiết lá trà và ứng dụng diệt khuẩn”, Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX, Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, tr. 3-9.
[11] Võ Thanh Hùng (2014), Nghiên cứu tổng hợp nano bạc từ dung dịch AgNO3 bằng tác nhân khử dịch chiết nước củ nghệ Lào và ứng dụng làm chất
kháng khuẩn, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Sư phạm Đà Nẵng.
[12] Chữ Thị Thu Huyền, Nguyễn Thị Thanh Bình, Trịnh Ngọc Dương, Nguyễn Thanh Hải (2014), “Nano tiểu phân bạc và triển vọng ứng dụng trong Dược học”, Tạp chí Khoa học Tự nhiên và công nghệ, 30 (2), tr. 23-32. [13] Đỗ Tất Lợi (2006), Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, NXB Y học Hà Nội. [14] Nguyễn Quang Minh (2009), Hóa học chất rắn, NXB Đại học quốc gia TP Hồ
Chí Minh.
[15] Đỗ Bình Minh (2015), Nghiên cứu quá trình chuyển hóa trong môi trường nước cảu các hợp chất nitrophenol trong một số hệ oxi hóa nâng cao kết
hợp bức xạ UV, Luận án Tiến sĩ, Viện Khoa học và công nghệ Quân sự.
[16] Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa học Nano, NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ Hà Nội.
[17] Hoàng Nhâm (2005), Hóa học vô cơ tập 3: Hóa học các nguyên tố chuyển tiếp, NXB Giáo dục.
[18] Nguyễn Thị Phương Phong, Hàn Khởi Quang (2011), Nghiên cứu chế tạo
khẩu trang diệt khuẩn theo công nghệ nano, Sở Khoa học và Công nghệ
tỉnh Bình Dương.
[19] Phạm Trung Sản, Trương Anh Khoa, Nguyễn Hoàng, Vũ Thị Chính Tâm, Huỳnh Hoàng Như Khánh, Thái Thị Hòa (2008), Điều chế nano bạc bằng phương pháp hóa siêu âm (sonochemical) dùng để tẩm các vật liệu
vải chống khuẩn hiệu năng cao, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở,
Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang, Khánh Hòa.
[20] Nguyễn Tiến Thắng (2011), Công nghệ sinh học nano triển vọng và ứng dụng, Kỷ yếu hội nghị Khoa học Môi trường và Công nghệ sinh học.
[21] Tô Văn Thiệp (2011), Nghiên cứu đặc điểm quá trình hấp phụ từ pha lỏng của một số dẫn xuất nitro của phenol và toluen là thành phần của vật liệu nổ,Luận án TS hóa học, Viện Khoa học – Công nghệ Quân sự.
[22] Nguyễn Đình Triều, Nguyễn Đình Thành (2001), Các phương pháp phân tích
Vật lý và Hóa lý, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội.
TIẾNG ANH
[23] Anbalagans, Sankareswaranm, Prabhavathi, Manikandana, Karthikeyang (2016), Green synthesis and characterization of silver nanoparticles
from withania somnifera (L.) dunal, Academic Sciences.
[24] A.V.Vegera and A.D.Zimon (2006), “Synthesic and Physicochemical Properties of Silver Nanoparticles Stabilized by acid Gelatin”, Russian
Journal of Applied Chemistry, Vol. 79 (No. 9), pp. 1403 – 1406.
[25] B.G.Ershov and E.A.Abkhalimov (2006), “Mechanism of silver nucleation upon the radiation – induced reduction of its ions polyphosphate – containing aqueous solutions”, Colloid Journal, Vol. 68 (No. 4), pp. 417– 424.
[26] Chao Lin, Kai Tao, Dayin Hua, Zhen Ma and Shenghu Zhou (2016), “Size effect of gold nanoparticles in catalytic reduction of p-nitrophenol with
NaBH4”, Molecules, Vol 25 (No.5), pp. 12609-12620.
[27] Elsy El Khoury, Mohamad Abiad, Zeina G.Kassaify, Digambara Patra (2015), “Green synthesis of curcumin conjugated nanosilver for the applications in nucleic acid sensing and anti-bacterial activity”, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Vol 19 (No.8), pp. 274-280.
[28] Fernando Junior Quites, Camila K.S Azevedo, Eveton P.P.Alves (2017), “Ag nanoparticles- based zinc hydroxide- layered hybrids as novel and efficient catalysts for reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol”,
Article, Vol 78 (No.2), pp. 106-115.
[29] H.H. Huang, X.P. Ni, G.L. Loy, C.H. Chew, K.L. Tan, F.C. Loh, J.F. Deng, and G.Q. Xu (1996), “Photochemical Formation of Silver nanoparticles in Poly (N – Vinylpyrrolidone)”, Langmuir 12, Vol 16 (No.9), pp. 909–912.
[30] Hongjin Jiang, et al (2006), Va”riable frequency microware sythesis of Silver nanoparticles”, Journal of Nanoparticles Reseach, Vol 08 (No.7), pp. 117–124.
[31] Javad Safari, Azdae Enayati Najafabadi, Zohre Zarnegar and Shabnam Farkhonde Masoule (2015), “Catalytic performance in 4-nitrophenol reduction by Ag nanoparticles stabilized on biodegradable amphiphilic copolymers”,Green Chemistry Letters and Reviews, Vol 42 (No.11), pp 20-26.
[32] K.L.Mittal, Dinesh O. Shah (2002), Adsorption and aggregation of surfactants in solution, Vol. 109, University of Florida Gainesville.
[33] K.Patel, S.Kapoor, Dave D.P, T.Mukherjee (2005), “Synthesis of nanosized silver colloids by microwave dielectric heating”, J. Chem. Sci, Vol 117 (No.24), pp. 53-56.
[34] M.Quinten (2001), “The color of finely disperse nanoparticles”, Appl. Phys. B, Vol 73 (No.9), pp. 317– 326.
[35] M.Tsuji, K.Matsumoto, P.Jang, R.Matsuo, Tang X.L, Kamarudin K.S.N (2007), Roles of Pt seeds and Chloride anions in the preparation of silver nanorods and nanowires by microwave-polyol method, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects.
[36] Rita Patakfalvi, Szilvia Papp and Imre Dékány (2007), “The knetics of homogeneous nucleation of silver nanoparticles stabilized by Polimers”,
Journal of Nanoparticles Reseach,Vol 09 (No.18), pp. 353– 364.
[37] Rita Patakfalvi, Zsanett Viresnyi, Imre Dékány (2004), “Kinetics of silver nanoparticle growth in aqueous polymer solutions”, Colloid Polym Sci,Vol 283, pp. 299 – 305.
[38] S.Anil Kumar, et al (2007), “Nitrate reductase – mediated synthesis of silver nanoparticles from AgNO3”, Biotechnol Lett, Vol 29, pp. 439–445.
[39] S.Navaladian, et al (2007), “Thermal decomposition as route for silver nanoparticles”, Nanoscale Res Lett, Vol 2, pp. 44–48.
[40] Sudipa Panigrahi, et al (2004), “General method of synthesis metal nanopaticles”, Journal of Nanoparticle Research, Vol 06 (No.1A), pp. 411– 414.
[41] Ulrica Backman, et al (2002), “The effect of boundary conditions on gas – phase synthesized silver nanoparticles”, Journal of Nanoparticle
Reseach, Vol 08 (No 32), pp. 117–124.
[42] X.Chen, H.J.Schluesener (2008), “Nanosilver: A nanoproduct in medical application”, Toxycology Letters, Vol 176 (No 14), pp. 1–12.
[43] Zhu Y.J, Hu X.L (2004), “Microwave-assisted polythiol reduction method: a new solid-liquid route to fast preparation of silver nanowires”, Materials Letters, Vol 58 (No 35), pp. 1517-1519.