Thuy t minh quy trình: Phân tán GO trong n c b ng sóng siêu âm trong 30 phút
đ thu đ c h phân tán đ ng nh t. Thêm dung d ch AgNO3 v i n ng đ 5 mg/mL vào huy n phù v i t l kh i l ng c a GO:AgNO3 là 1μ1, sau đó đi u ch nh pH c a h n h p đ n giá tr 11 b ng dung d ch NH3 và khu y đ u. Ti p đ n, m t l ng ch t kh D–glucose đ c thêm vào v i t l AgNO3:glucose là 1:1 và ti p t c khu y gia nhi t h n h p 60 oC trong 60 phút. Sau đó, dung d ch thu đ c đ c làm ngu i đ n nhi t đ phòng, ly tâm và r a b ng n c c t và axeton nhi u l n. Cu i cùng, s n ph m đ c làm khô 50 oC trong 24 gi đ thu đ c b t Ag/GO.
Phơnătíchăđ cătr ngă
V t li u GO, Ag/GO sau khi t ng h p đ c mang đi s y đ ti n hành phân tích
đ c tr ng b ng các ph ng phápμ Ph FTIR, gi n đ XRD, Raman, nh SEM, ph EDX và nh TEM.
FTIR: M u v t li u đ c chu n b và đo t i Phịng thí nghi m PTN Tr ng đi m
HQG–HCM Cơng ngh Hóa h c và D u khí (Key CEPP Lab), Tr ng i H c Bách Khoa– i h c Qu c gia Thành ph H Chí Minh. M u v t li u đ c tr n v i b t KBr r i đ c nén thành d ng mi ng tr c khi đo. Các thông s c a máyμ phân gi i t t 0,2 cm–1; đ chính xác d i ph là 0,1% T; dãy ph t 4000–400 cm–1.
XRD: M u đ c đo t i Trung tâm Công ngh Vi t c, i h c Công nghi p Th c ph m Thành ph H Chí Minh v i máy XRD D8 Advance c a hãng Bruker– c. Ngu n b c x Cu–K v i b c sóng = 1,5406 nm; góc quét 2 = 5–80 o. M u d ng b t đ c nghi n m n.
47
Raman: M u d ng b t đ c đo b ng máy LabRam HR Evolution, hãng s n xu t HORIBA, xu t x Nh t B n, vi n công ngh Nano i h c Qu c gia Thành ph H Chí Minh. B c sóng kích thích c a máy là 632 nm, mơi tr ng đo là môi tr ng h n h p khí tr He và Ne.
SEMậEDS: M u đ c đo t i Trung tâm Công ngh Vi t c, i h c Công nghi p th c ph m TP.HCM, s d ng máy JMS–IT 200, Jeol, Nh t B n.
i u ki n đoμ i n áp gia t c 10 kV, đ phóng đ i x 10000, đ phân gi i 512 384, th i gian d ng 0,20 ms.
TEM: M u đ c ch p t i Phòng Hi n vi đi n t ứVi n Khoa h c v t li u, qu n C u Gi y, Hà N i trên thi t b TEM phân gi i cao (JEM 2100, HSX: Jeol, Nh t B n). Các thông s v n hành c a máy: Th phát: 200 kV; s i đ t: LaB6;
đ phân gi i gi a hai đi mμ 0,23 nm; đ phân gi i gi a hai đ ng: 0,14 nm.
2.2.2. T ng h p và phân tích đ c tr ng c a v t li u NCC
Quy trình t ng h p NCC g m 4 giai đo n: Thu nh n celllulose t bã mía, thu nh n NCs t cellulose và t ng h p NCC.
Thu nh n cellulose t bã mía
Quy trình thu nh n cellulose đ c trình bày hình 2.4 [53].
Hình 2.4: Quy trình thu nh n cellulose t bã mía
Thuy t minh quy trình: Bư mía đ c c t nh , lu c nhi u l n v i n c đ lo i b
48
xay nh thu b t bã mía. Ti p theo, cân 80 g b t bã mía và cho vào bình ch a 500 mL NaOH 1 M. H n h p đ c khu y và gia nhi t 60 oC trong vòng 2 gi . Sau đó,
h n h p ti p t c đ c l c r a b ng n c c t cho đ n pH 7 và s y khơ. K t thúc q trình lo i b lignin, m u sau khi đ c x lý v i NaOH s ti p t c đ c x lý v i h n h p NaClO2/CH3COOH/H2O và khu y gia nhi t 60 oC trong vòng 6 gi đ lo i b hemicellulose. Cellulose thu đ c sau khi r a đ n pH trung hòa và s y đ n kh i l ng không đ i.
Thu nh n NCs b ngăph ngăphápăth y phân axit
Quy trình thu nh n NCs đ c trình bày hình 2.5 [54].
Hình 2.5: Quy trình thu nh n NCs
Thuy t minh quy trình: H2SO4 đ c thêm vào cellulose n ng đ 55 % v i t l cellulose:H2SO4 là 1:20 (g/mL). Sau đó h n h p đ c siêu âm trong 30 phút và khu y liên t c b ng đ a khu y. K t thúc quá trình th y phân, dung d ch đ c thêm vào g p 10 l n n c c t. S n ph m đ c ly tâm, r a đ n pH 7 và s y đ thu đ c NCs d ng b t.
49 T ng h p NCC
Quy trình t ng h p đ c th hi n nh hình 2.6 [55].
Hình 2.6: Quy trình t ng h p NCC
Thuy t minh quy trình: 600 mg NCs (5 mg/mL) đ c phân tán trong n c và siêu âm trong vịng 30 phút. Sau đó, nh t t NCs vào 600 mg CTAB có b sung NaOH
n ng đ 1 M và ti n hành cho h n h p khu y trên b p khu y t 60 oC trong 180 phút. Sau đó, h n h p đ c ti p t c khu y qua đêm nhi t đ phòng. Huy n phù
thu đ c ti n hành l c chân không đ đ t pH 7. S n ph m cu i cùng đ c phân tán vào
n c cho các thí nghi m ti p theo. Phơnătíchăđ cătr ng
c tr ng c a bã mía, cellulose, NCs và NCC đ c phân tích b ng các ph ng phápμ
Gi n đ XRD, ph FTIR và nh SEM.
XRD: M u đ c đo t i Trung tâm Công ngh Vi t c, i h c Công nghi p Th c ph m Thành ph H Chí Minh v i máy XRD D8 Advance c a hãng Bruker– c. Ngu n b c x Cu–K v i b c sóng = 1,5406 nm; góc quét 2 = 5–80 o. M u d ng b t đ c nghi n m n.
FTIR: M u v t li u đ c chu n b và đo t i Phịng thí nghi m PTN Tr ng đi m
50
Bách Khoa– i h c Qu c gia Thành ph H Chí Minh. M u v t li u đ c tr n v i b t KBr r i đ c nén thành d ng mi ng tr c khi đo. Các thông s c a máy: phân gi i t t 0,2 cm–1; đ chính xác d i ph là 0,1% T; dãy ph t 4000–400 cm–1.
SEM: M u đ c đo t i Trung tâm Công ngh Vi t c, i h c Công nghi p th c ph m TP.HCM, s d ng máy JMS–IT 200, Jeol, Nh t B n. i u ki n đoμ i n áp gia t c 10 kV, đ phóng đ i x 10000, đ phân gi i 512 384, th i gian d ng 0,20 ms.
2.2.3. Ti n x lý PE v i NCC t o v i NCC–PE, kh o sát nh h ng đi u ki n ph nhúng Ag/GO đ n kh n ng kháng khu n và phân tích đ c tr ng c a Ag/GO/v i NCC–PE
Ti n x lý PE v i NCC t o v i NCCậPE
Quy trình ti n x lý v i đ c th hi n nh hình 2.7 [56].
Hình 2.7: Quy trình ti n x lý v i PE b ng NCC
Thuy t minh quy trình: Chu n b m u v i PE đ c c t t ng m nh v i kích th c 10 10 cm2. Sau đó, các m u đ c nhúng vào dung d ch NCC 60 oC trong vòng
1 gi . Cu i cùng, các m u đ c r a l i b ng n c c t và s y khô đ thu đ c v i NCC–PE.
Ph nhúng NCCậPE v i huy n phù Ag/GO
Quy trình ph nhúng Ag/GO/v i NCC–PE đ c th c hi n nh hình 2.8 [57].
51
Thuy t minh quy trình: V i sau khi đ c ti n x lý b m t s đ c nhúng nhanh vào huy n phù Ag/GO nhi t đ phịng v i n ng đ xác đnh. Sau đó, m nh v i đ c l y ra và s y 60 oC đ n khi kh i l ng không đ i. V i đ c ti p t c nhúng vào huy n phù Ag/GO r i s y. Quy trình l p l i nhi u l n đ n khi kh i l ng v i không
thay đ i.
Y u t nh h ng đ n quá trình ph Ag/GO lên b m t v i đ c kh o sát nh μ
N ng đ Ag/GO và s l n nhúng. Quá trình ph nhúng đ c c đnh nhi t đ phòng. N ng đ c a huy n phù đ c thay đ i l n l t là 520, 640, 760, 880 và 1000 mg/L.
i v i t ng n ng đ , kh o sát s l n nhúng t 1–10 đ m u v i thu đ c có kh n ng
kháng khu n cao đ ng th i đ bám dính t t.
V i nhúng huy n phù Ag/GO sau khi t ng h p đ c th nghi m kh n ng
kháng khu n b ng ph ng pháp đo đ ng kính vịng kháng khu n. M u đ c g i th nghi m t i Phịng thí nghi m Hóa sinh ng d ng phòng 601, nhà A18, s 18 Hoàng Qu c Vi t, C u Gi y, Hà N i. Quy trình th nghi m kh n ng kháng khu n đ c th hi n 2.9.
Hình 2.9: Quy trình th nghi m kh n ng kháng khu n c a Ag/GO/v i NCC–PE
Thuy t minh quy trình: Vi khu n đ c c y tr i trên môi tr ng th ch Mueller Hinton Agar (MHA). Ti p đ n, m u v i v i kích th c 1 1 cm2 đ c đ t trên b m t
đ a th ch và 37 oC. Sau 24 gi , đ a th ch đ c l y ra và đo đ ng kính vùng vi khu n không phát tri n xung quanh t m v i, t đó xác đ nh đ ng kính vịng kháng khu n.
52 Phơnătíchăđ cătr ng
M u Ag/GO/v i NCC–PE có kh n ng kháng khu n t t nh t s đ c phân tích hình thái b ng nh SEM.
SEM: M u đ c đo t i Trung tâm Công ngh Vi t c, i h c Công nghi p th c ph m TP.HCM, s d ng máy JMS–IT 200, Jeol, Nh t B n. i u ki n đoμ i n áp gia t c 10 kV, đ phóng đ i x 10000, đ phân gi i 512 384, th i gian d ng 0,20 ms.
2.2.4. Kh o sát đi u ki n bi n tính Ag/GO/v i NCC–PE đ n kh n ng kháng khu n và phân tích đ c tr ng c a Ag/rGO/v i NCC–PE và phân tích đ c tr ng c a Ag/rGO/v i NCC–PE
Bi n tính Ag/GO/v i NCCậPE
Ag/GO/v i NCC–PE đ c bi n tính b m t thành Ag/rGO/v i NCC–PE b ng
ph ng pháp kh hóa h c nh trình bày hình 2.10 [57].
Hình 2.10: Quy trình bi n tính Ag/rGO/v i NCC–PE
Thuy t minh quy trình: Cho m u Ag/GO/v i NCC–PE vào 50 mL dung d ch ch a ch t kh VC và th c hi n ph n ng đi u ki n nhi t đ và th i gian c đ nh. Sau đó,
s n ph m đ c r a l i v i n c c t và s y khô. S n ph m thu đ c sau cùng là Ag/rGO/v i NCC–PE.
Các y u t nh h ng đ n đi u ki n kh g m: Nhi t đ , t l Ag/GO:VC và th i gian ph n ng.
2.2.4.1. Nhi t đ ph n ng
Quy trình thí nghi m đ c th c hi n nh trình bày hình 2.10. Trong đó, t l Ag/GO:VC và th i gian đ c gi c đnh l n l t 1:1 và 120 phút, nhi t đ ph n ng đ c thay đ i v i các giá tr 100, 120, 140, 160 và 180 oC.
Sau khi kh o sát nhi t đ ph n ng, các m u đ c mang đi th nghi m kh n ng
53 2.2.4.2. T l Ag/GO:VC
Quy trình thí nghi m đ c th c hi n nh trình bày hình 2.10. Trong đó, c đnh nhi t đ phù h p v a tìm đ c và th i gian ph n ng là 120 phút, thay đ i t l Ag/GO:VC v i các giá tr 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 và 1:5.
Sau khi kh o sát đi u ki n t l Ag/GO:VC, các m u đ c th nghi m kh n ng
kháng khu n theo quy trình hình 2.9 đ tìm đ c t l Ag/GO:VC phù h p. 2.2.4.3. Th i gian ph n ng
Quy trình thí nghi m đ c th c hi n nh trình bày hình 2.10. Trong đó, c đnh
đi u ki n nhi t đ phù h p tìm đ c m c 2.2.3.1 và t l Ag/GO:VC phù h p tìm
đ c m c 2.2.3.2, thay đ i th i gian ph n ng v i các giá tr 40, 60, 80, 100 và 120 phút.
Sau khi kh o sát th i gian ph n ng, các m u đ c th nghi m kh n ng
kháng khu n theo quy trình hình 2.9 đ tìm đ c th i gian ph n ng phù h p. Phơnătíchăđ cătr ng
M u Ag/rGO/v i NCC–PE có hi u qu kháng khu n t t nh t đ c mang đi
phân tích đ c tr ngthông qua các ph ng phápμ Ph EDS, nh SEM, ph FTIR và góc th m t.
SEM–EDS: M u đ c đo t i Trung tâm Công ngh Vi t c, i h c Công nghi p th c ph m TP.HCM, s d ng máy JMS–IT 200, Jeol, Nh t B n.
i u ki n đoμ i n áp gia t c 10 kV, đ phóng đ i x 10000, đ phân gi i 512 384, th i gian d ng 0,20 ms.
FTIR: M u v t li u đ c chu n b và đo t i Phịng thí nghi m PTN Tr ng đi m
HQG–HCM Cơng ngh Hóa h c và D u khí (Key CEPP Lab), Tr ng i h c Bách Khoa– i h c Qu c gia TP. H Chí Minh. M u v t li u đ c tr n v i b t KBr r i
đ c nén thành d ng mi ng tr c khi đo. Các thông s c a máyμ phân gi i t t 0,2 cm–1; đ chính xác d i ph là 0,1% T; dãy ph t 4000–400 cm–1.
Góc th mă t: M u đ c ki m tra góc th m t t i Phịng thí nghi m Tr ng đi m qu c gia V t li u Polymer và Composite, Tr ng i h c Bách Khoa– i h c Qu c gia TP. H Chí Minh. M u đ c đo góc th m t b ng máy OCA–20 s n xu t b i hãng DATAPHYSICS– c. phóng đ i 0,7–4,5 l n.
54
2.2.5. ánh giáđ b n và th nghi m kh n ng kháng khu n c a Ag/GO/v i NCC–
PE và Ag/rGO/v i NCC–PE sau th nghi m đ b n
2.2.5.1. ánh giáđ b n gi i phóng ion Ag+
M u Ag/rGO/v i NCC–PE th nghi m đ gi i phóng ion b c b ng cách ngâm vào 50 mL dung dch đ m phosphate–buffered saline (PBS) t i pH 7 trong vòng 24, 48, 72, 96 và 120 gi . C sau 24 gi , hút 5 mL d ch l ng cho ng đ ng m u. Các m u s đ c
đo đ gi i phóng ion b c b ng thi t b 7700 ICP–MS, Agilent Technologies t i
Phịng phân tích tr ng i h c Khoa h c T nhiên. b n nhi t
Các m u v i PE, Ag/GO/v i NCC–PE, Ag/rGO/v i NCC–PE đ c th nghi m
đ b n nhi t thông qua phân tích ph TGA t i tr ng i h c S ph m TP.HCM, s d ng máy SETARAM TGA DSC 1600 LabSys EVO. i u ki n đoμ T c đ gia nhi t 10 oC/phút v i kho ng nhi t đ t 0–800 oC trong mơi tr ng khơng khí.
b n hóa h c và c h c
Các th nghi m đ b n hóa h c và c h c c a Ag/GO/v i NCC–PE và Ag/rGO/v i NCC–PE đ c ti n hành t i Chi nhánh CTCP–Vi n nghiên c u d t may t i TP. HCM (VTRSI), Trung tâm Thí nghi m d t may (TTC) 345/128A Tr n H ng o,
ph ng C u Kho, qu n 1, TP.HCM.
2.2.5.2. Kh n ng kháng khu n c a Ag/GO/v i NCC–PE và Ag/rGO/v i NCC–PE Ag/GO/v i NCC–PE và Ag/rGO/v i NCC–PE sau khi th nghi m đ b n gi t 40 oC v i ch t t y r a, môi tr ng m hôi axit và ki m s ti n hành đánh giá l i kh n ng kháng khu n đ i v i vi khu n E. coli. M u đ c g i th nghi m t i Phịng thí nghi m Hóa sinh ng d ng phịng 601, nhà A18, s 18 Hồng Qu c Vi t, C u Gi y, Hà N i.
55
N i dung tóm t t c a lu n v n nh th hi n hình 2.11.
56
CH NGă3:ăK T QU VÀ BÀN LU N
3.1. cătr ng c a v t li u Ag/GO 3.1.1. Ph FTIR
Hình 3.1 th hi n ph FTIR c a GO và Ag/GO. Ph FTIR c a GO cho th y các đnh
dao đ ng kéo dài đ c tr ng t ng ng v i các nhóm ch c ch a oxy nh hydroxyl, cacbonyl và cacboxyl. c bi t, đnh hydroxyl –OH kho ng 3427 cm–1 là dao đ ng kéo dài c a nhóm axit cacboxylic h p ph trong phân t n c. Dao đ ng c a các đ nh