STT Ký hiệu mẫu Kích cỡ hạt trung bình Thế zeta
(nm) (mV)
1 S1 250,1 -53,4
2 S2 292,5 -48,2
3 S3 331,7 -29,6
4 S4 406,2 -21,2
Kết quả phân tích DLS cho thấy cả 4 mẫu đều có kích cỡ hạt trung bình khá lớn (trên 250 nm), tuy nhiên thế zeta của mẫu S3 và S4 cho thấy mẫu khơng ổn định (±10 ÷ ± 30 mV) trong khi các mẫu S1, S2 có độ ổn định tốt.
Kích cỡ hạt nano SiO2 tăng nhanh khi nồng độ TEOS tăng, đồng thời thế zeta cũng dần chuyển dịch vào vùng khơng ổn định, mẫu có khả năng bị keo tụ và kết hạt nhiều hơn.
Trong hai mẫu S1, S2, mẫu S2 có nồng độ nano SiO2 dự kiến lớn hơn nên đƣợc lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo.
Hình 3.7. Hình ảnh mẫu S2
3.1.2.2. Khảo sát cấu trúc hạt SiO2
Phƣơng pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và kính hiển vi điện tử qt (SEM)
Hình 3.10. Kết quả phân tích TEM của mẫu S2
Kết quả phân tích TEM cho thấy các tiểu phân keo tụ thành từng đám, kích thƣớc lớn, do đó việc đánh giá kích cỡ hạt khó, điều này ảnh hƣởng tới kết quả đo DLS của mẫu S2 (Bảng 3.2). Để có thể đánh giá cụ thể hơn, mẫu đƣợc siêu âm 10 phút, tần số 37 kHz tại nhiệt độ phịng trƣớc khi phân tích. Kết quả đo TEM mẫu sau siêu âm đƣợc thể hiện ở Hình 3.11.
a b
Trên ảnh TEM, ta thấy các tiểu phân SiO2 đạt kích cỡ 20 – 50 nm và phân bố khá đều trong mơi trƣờng phân tán. Điều này cho thấy q trình siêu âm ảnh hƣởng lớn tới sự phân bố kích thƣớc hạt trong mơi trƣờng phân tán, phù hợp với nghiên cứu do Markus cơng bố [33]. Theo đó, kết quả phân tích SEM của mẫu S2 cũng chịu sự tác động đáng kể của quá trình siêu âm.
Hình 3.12. Kết quả phân tích SEM mẫu S2
Trên ảnh SEM, các hạt SiO2 có kích cỡ khoảng 40 – 70 nm. Việc các tiểu phân SiO2 có xu hƣớng co cụm tạo ra các tiểu phân có kích thƣớc lớn hơn có thể giải thích do một số yếu tố nhƣ:
-Quá trình hình thành tạo mạng tinh thể lớn hơn của các tiểu phân SiO2 có mức năng lƣợng thấp, lực hút giữa cầu liên hết Si-O và Si-Si lớn hơn ái lực của các polymer lên các tiểu phân.
- Do lƣợng chất bọc lớn nhƣng khơng hình thành đƣợc cầu liên kết ổn định với các tiểu phân.
Hình 3.13. Phổ IR của mẫu S2
Peak tại 1115 cm-1 với vai nhỏ ở 1200 cm-1 và peak ở 840 cm-1 tƣơng ứng với dao động hóa trị bất đối xứng và dao động hóa trị đối xứng của nhóm Si-O. Dao động uốn Si-O-Si xuất hiện ở peak hấp phụ 460 cm-1. Dải peak hấp phụ cƣờng độ thấp ở 672 cm-1 ứng với tín hiệu của vòng siloxane trong mạng [34] [35] [36] [37]. Peak 951 cm-1 đƣợc gán cho dao động liên kết Si-OH [38]. Dải peak cƣờng độ rộng tại 3450 cm-1 và 1640 cm-1 tƣơng ứng với dao động hóa trị và dao động uốn của phân tử nƣớc hydrat hóa. Bên cạnh đó là các peak đặc trƣng cho tín hiệu của PEG 400. Peak ~2870 cm-1 và 1455 cm-1 lần lƣợt tƣơng ứng dao động hóa trị và dao động uốn của nhóm C-H. Peak tại 1298 cm-1 tƣơng ứng dao động hóa trị nhóm C-O. Các peak tín hiệu ở 951 cm-1 và 3450 cm-1 cho thấy sự hình thành liên kết hydro giữa nhóm –OH các tiểu phân nano và nguyên tử O hoặc –OH của PEG 400 [39].
Nhƣ vậy, kết quả kiểm tra IR cho thấy có sự tƣơng tác giữa chất bọc và các tiểu phân SiO2, tuy nhiên tƣơng tác cịn yếu, các tiểu phân nano có xu hƣớng hình thành các tiểu phân đồng dạng với mức năng lƣợng hình thành mạng thấp hơn mức năng lƣợng của các tiểu phân với polymer bọc. Có thể khẳng định các hợp chất polymer cho vào trong q trình tổng hợp chỉ mang
tính chất là nền cho quá trình phản ứng giúp ổn định các tiểu phân hình thành ở kích thƣớc đã định trƣớc.
3.2. KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN ENDOPHYTE - NANO ENDOPHYTE - NANO
3.2.1. Vi khuẩn Endophyte và nano TiO2
Kết quả khảo sát OD khi nuôi cấy vi khuẩn ở các nồng độ nano TiO2 khác nhau đƣợc thể hiện ở Bảng 3.3.