2.1.2 .Chế tạo màng vàng
2.2. Các yếu tố khảo sát
2.2.1. Khảo sát sự hình thành màng vàng trên đế lamen
Tôi chế tạo mẫu màng vàng M0 theo các thông số sau:
Nồng độ dung dịch HAuCl4 pH dung dịch APTES pH dung dịch mầm vàng
Thời gian ngâm mầm vàng
1 mM 9 8 2 h
Bảng 2.2. Thông số chế tạo mẫu M0
Sau đó, mẫu M0 được tiến hành khảo sát cấu trúc, hình thái bằng việc đo nhiễu xạ tia X, SEM. Ngoài ra M0 được đo hấp thụ UV-Vis và hiển vi trường tối để khảo sát khả năng hấp thụ và mật độ các hạt vàng bám dính trên đế lamen.
40 µl dung dịch HAuCl4 100 µl dung dịch Acid Ascobic + CTAB Dung dịch nuôi
2.2.2. Nghiên cứu sự ảnh hƣởng của nhóm hydroxyl ( –OH)
Ở bước 1, luận văn khảo sát sự ảnh hưởng của nhóm –OH lên hiệu suất tạo màng bằng cách chế tạo hai loạt mẫu :
s1 : Ngâm lamen với dung dịch KOH 1M và thực hiện các bước 2,3,4. s2 : Không ngâm lamen với dung dịch KOH, thực hiện các bước 2,3,4.
Do đế thủy tinh lamen dùng cho việc tạo màng là oxit của Silic (SiO2) có bản chất lưỡng tính, dễ dàng bị ăn mòn bởi các dung dịch kiềm mạnh. Vì vậy, sau khi làm sạch đế lamen tôi chọn KOH làm chất tạo nhóm –OH cho mẫu s1 trước khi đính nhóm chức -NH2 lên bề mặt lamen. Để tránh hiện tượng ăn mịn mạnh, tơi sử dụng dung dịch KOH 1M. Q trình ăn mịn đế lamen diễn ra như sau:
2KOH + 2SiO2 SiO(OH)2 + K2SO3
Sau khi chế tạo hai mẫu s1, s2, tôi tiến hành đo phổ hấp thụ và hiển vi trường tối nhằm đánh giá sự ảnh hưởng nói trên.
2.2.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất phản ứng của APTES với bề mặt lamen
Như đã biết, các hạt nano vàng tích điện âm trên bề mặt [24]. Để chúng có thể bám hút tốt trên bề mặt thủy tinh, cần tạo ra một lớp tích điện dương là việc rất quan trọng. Lớp tích điện dương này thường hình thành khi có các nhóm chức amin – NH2 bám trên bề mặt của đế hay các hạt nano . Do liên kết tĩnh điện, các hạt mầm vàng trải đồng đều và là mầm điểm cho việc tạo lớp màng vàng bằng phương pháp không điện ly.
Ở bước 2, ảnh hưởng của pH đến hiệu suất phản ứng của APTES với bề mặt lamen được nghiên cứu bằng cách chế tạo loạt mẫu gồm 7 mẫu với các giá trị pH dung dịch APTES thay đổi từ 5,6,7,8,9,10,11. Các bước 1, 3,4 được thực hiện trong cùng một điều kiện trên tất cả các mẫu kể trên. Các mẫu lần lượt được đánh dấu là
2.2.4. Nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch mầm
Nồng độ của dung dịch đóng vai trị quan trọng trong việc hấp thụ các hạt mầm lên đế. Nguyên nhân là do độ hấp thụ của một chất tỷ lệ thuận với nồng độ của chất đó. Theo định luật Lambert- Beer:
Cl I I Abs material incident d transmitte log
Vì vậy, ở bước 3 luận văn khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch HAuCl4 tạo mầm tới hiệu suất tạo màng vàng theo các mốc sau : 0,5 mM, 0,75 mM, và 1 mM. Nếu nồng độ HAuCl4 lớn hơn 1 mM thì khơng thể hịa tan được chất hoạt hóa bề mặt CTAB 0,1M , do đó luận văn chỉ khảo sát tới nồng độ HAuCl4 1 mM.
2.2.5. Nghiên cứu ảnh hƣởng của pH dung dịch mầm đến quá trình hấp thụ các hạt mầm
Sau khi chức năng hóa được đế lamen, tức là đã gắn được gốc amin NH2 với SiO2, một việc quan trọng nữa là phải điều khiển được pH của dung dịch mầm vàng để lượng mầm vàng liên kết với nhóm NH2 là nhiều nhất và tốt nhất. Khi pH dung dịch mầm cao, do tương tác Cu-lông, khả năng hạt vàng mang điện tích âm trên bề mặt hút các ion NH3+ tăng. Các nghiên cứu cho thấy vai trò của pH dung dịch mầm vàng là quan trọng trong quá trình phát triển lớp màng. Để lớp màng phát triển đồng đều trên bề mặt, cần phải tìm được giá trị pH ổn định để tạo điều kiện cho cho phản ứng khử Au3+ thành Au0 xảy ra dễ dàng [8].
Phương trình phản ứng:
HAuCl4 + NaBH4 + Au0 + BH3 + 29HCl + NaCl +HCl
Tôi tiến hành chế tạo 7 mẫu theo các bước 1,2 và bước 3 thay đổi giá trị pH của dung dịch mầm từ 5,6,7,8,9,10,11, rồi thực hiện bước 4 trong cùng một điều kiện. Để khảo sát sự ảnh hưởng nói trên, tơi đo hấp thụ và hiển vi trường tối của 7 mẫu này sau khi chế tạo.
2.2.6. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian ngâm mầm
Thời gian phản ứng tạo liên kết giữa nhóm amin với các ion vàng rất quan trọng, cần có một thời gian nhất định để phản ứng xảy ra hoàn toàn tạo số lượng liên kết là lớn nhất. Do vậy, sau khi tìm được nồng độ và pH dung dịch mầm tối ưu, luận văn nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm mầm lên hiệu suất phản ứng tạo liên kết giữa các hạt mầm nano vàng với nhóm NH2 trên bề mặt Silica.
Luận văn chế tạo 9 mẫu thực hiện các đầy đủ các bước 1,2 trong cùng một điều kiện, ở bước 3, thời gian ngâm mầm được thay đổi theo các mốc sau: 5 phút, 15 phút, 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút, 240 phút. Sau khi thực hiện bước 4, luận văn tiếp tục khảo sát khả năng hấp thụ và mật độ hạt vàng hình thành trên đế bằng phép đo hấp thụ và hiển vi trường tối.