Ph phân tích nhi t tr ng l ng đ c s d ng đ đánh giáđ b n nhi t c a v t li u. Trong m t ph m vi nhi t đ mong mu n, n u m t ch t n đnh v nhi t, s khơng có s thay đ i kh i l ng trong m t kho ng th i gian c đ nh. S m t kh i l ng không đáng k t ng ng v i ít ho c khơng có đ d c trong ph TGA. TGA
c ng cung c p nhi t đ s d ng cao h n c a v t li u. Ngoài kho ng nhi t đ này, v t li u s b t đ u phân hu .
39
Ph phân tích nhi t tr ng l ng đ c s d ng trong phân tích polyme. Thơng th ng, polyme nóng ch y tr c khi b phân h y, do đó TGA ch y u đ c s d ng đ kh o sát
đ b n nhi t c a polyme. H u h t các polyme nóng ch y ho c phân h y tr c 200 °C. Tuy nhiên, các lo i polyme b n nhi t có th chu đ c nhi t đ ít nh t 300 °C
trong khơng khí và 500 °C trong khí tr mà khơng b thay đ i c u trúc ho c m t đ b n, có th đ c phân tích b ng TGA.
Trong phân tích đo nhi t tr ng l ng, m u đ c làm nóng trong m t môi tr ng nh t đ nh (khơng khí, N , CO , He, Ar, v.v.) v i t c đ đ c ki m soát. Kh i l ng v t li u thay đ i đ c ghi l i d i d ng m t hàm c a nhi t đ ho c th i gian. Nhi t đ t ng lên v i t c đ không đ i đ i v i kh i l ng ban đ u đư bi t c a v t li u và thay đ i kh i l ng đ c ghi l i d i d ng m t hàm c a nhi t đ t i các kho ng th i gian khác nhau. Bi u đ thay đ i tr ng l ng này so v i nhi t đ đ c g i là đ ng cong nhi t tr ng l ng ho c bi u đ nhi t, đây là nguyên t c c b n c a TGA.
Hình 1.24μ S đ nguyên lý thi t b phân tích nhi t tr ng l ng
ng d ng: Dùng đ đánh giá đ b n nhi t c a PE, Ag/GO/v i NCC–PE và Ag/rGO/v i NCC–PE.
40 c. b n c h c
b n xé rách (tham kh o TCVN 10041ậ4ậ2013)
b n xé c a v i đ c đ nh ngh a là là s c ch ng ch u c a v i ch ng l i l c xé c n thi t th i đi m ngay khi b rách.
Ki m tra đ b n xé là ch tiêu quan tr ng v i các nhà s n xu t c n ch t l ng cao. Ch tiêu này th ng đ c áp d ng ki m tra đ i v i các lo i v i thông th ng ng d ng trong công nghi p, áo ch ng đ n, l u, qu n jean công nhân, bao t i, trang ph c th m m và nhi u ng d ng khác. b n xé càng cao thì đ m b o các l th ng trong v i không d dàng lan truy n và b xé rách r ng h n.
Nguyên t c
V m t hình thang trên m u th . K p các c nh khơng song song c a hình thang vào các hàm k p c a thi t b th kéo. Tác d ng m t l c kéo t ng d n lên m u th sao cho v t xé ch y ngang qua chi u r ng c a m u th . Xác đ nh đ b n xé t i đa trung bình,
tính b ng niut n.
b n và giãn đ t khi kéo (Tham kh o TCVN 10041ậ3ậ2013)
b n kéo đ t là l c l n nh t mà m u th chu đ c khi b kéo đ t, đ n v tính
Niut n.
giưn khi đ t tính b ng ph n tr m (%) là đ giãn dài t i th i đi m m u th đ t hoàn toàn.
Nguyên t c
Tác d ng m t l c theo chi u d c lên m t m u th có chi u dài và chi u r ng
quy đnh v i m t t c đ kéo không đ i.
Xác đnh các giá tr đ b n đ t và giãn dài t đ ng cong l c-đ giưn dài ghi đ c. giãn v i (Tham kh o BS 4952-92, PART 2-2)
L c kéo trong m u th c n thi t đ t o ra đ giưn dài quy đnh, m u th nhanh chóng tr l i kích th c và hình d ng g n đúng ban đ u sau khi b bi n d ng đáng k b i m t
ng su t kéo và gi i phóng m t l c nh t đnh.
Nguyên t c
Các m u v i có kích th c xác đ nh, đ c kéo dài v i t c đ không đ i, đ n m t l c
41 d. b n hóa h c
b n màu trongămôiătr ng ki măvƠămôiătr ng axit c a m hôi (TCVN 5235-2010)
Nguyên t c
Các m u th ti p xúc v i v i th kèm đ c x lý trong hai dung d ch khác nhau có ch a histidin, sau đó đ c l y ra, làm ráo n c và đ t vào gi a hai t m ph ng d i l c nén xác đnh trong thi t b th . M u th và v i th kèm đ c làm khô riêng bi t. S thay đ i màu c a m i m u th và s dây màu c a các v i th kèm đ c đánh giá
b ng cách so sánh v i thang xám ho c b ng máy.
b n màu gi t 40 oC (TCVN 7835-C10:2007 (ISO 105-C10:2006) Nguyên t c
M t m u th đ c khu y c h c d i đi u ki n quy đnh v th i gian và nhi t đ
trong dung d ch xà phịng, ho c xà phịng và soda, sau đó đ c gi t s ch và làm khô. S thay đ i màu c a m u th và s dây màu c a v i th kèm theo đ c đánh giá v i v i đ i ch ng b ng thang đo màu ho c b ng máy.
1.7.5. Tính m i
Hi n nay trên th gi i đư có nhi u nghiên c u s d ng v i coton, polypropylene trong thi t b b o v cá nhân nh kh u trang, đ b o h , v.v đ ng n ch n s lây lan c a nhi u
c n b nh lây qua đ ng hô h p. Tuy nhiên các nghiên c u đ c p đ n vi c s d ng Ag/GO/v i NCC–PE và Ag/rGO/v i NCC–PE kháng khu n còn h n ch . Bên c nh đó, ph ng pháp ti n x lý b m t v i PE s d ng NCC giúp t ng đ bám dính c a Ag/GO trên v i PE v n còn là h ng nghiên c u m i. Ngoài ra, v i PE đ c bi n tính b m t,
t ng góc th m t làm gi m kh n ng bám dính c a vi khu n lên b m t cho th y tính kh thi ng d ng vào th c t . Vi c đánh giá đ b n nhi t, hóa h c và c h c c a Ag/GO/v i NCC–PE và Ag/rGO/v i NCC–PE góp ph n kh ng đnh giá tr s d ng c a s n ph m trên th tr ng.
1.7.6. óng góp
V i t c đ phát tri n ngày càng nhanh c a n n khoa h c k thu t trên toàn th gi i thì ơ nhi m mơi tr ng di n ra nh m t v n đ t t y u và h qu kéo theo là các vi sinh v t gây b nh phát tri n nhanh và nguy hi m. Hi n t ng kháng kháng sinh c a vi khu n hay d ch b nh lây lan nghiêm tr ng đ u là nh ng v n đ c p thi t và
42
nh c nh i hi n nay. Nghiên c u ti n hành ch t o Ag/GO/v i NCC–PE và Ag/rGO/v i NCC–PE có kh n ng kháng khu n, đ b n cao và n đ nh trong các đi u ki n s d ng khác nhau h a h n cho m t s n ph m m i v i giá thành r , hi u qu ng n ng a và tái s d ng cao đóng góp vào c i thi n các s n ph m ch m sóc và b o v s c kh e con ng i.
43
CH NGă2:ăTH C NGHI M
2.1. Hóa ch t, d ng c , thi t b vƠăđ aăđi m th c hi n 2.1.1. Hoá ch t 2.1.1. Hoá ch t Các hóa ch t s d ng đ c trình bày nh b ng 2.1. B ng 2.1: Các hóa ch t đ c s d ng STT Hóa ch t Ký hi u hóa h c Tr ng thái c tính Ngu n g c 1 Graphite Gi R n Dh < 20 m c
2 Axit sunfuric H2SO4 L ng 98 % Trung Qu c
3 Axit photphoric H3PO4 L ng 85 % Trung Qu c
4 Kali permanganat KMnO4 R n 99 % Vi t Nam
5 Dung d ch
amoniac NH4OH L ng d = 8,8 g/mL Trung Qu c
6 Etanol C2H5OH L ng > 99,7 % Vi t Nam
7 Hydro peroxit H2O2 L ng 85 % Trung Qu c
8 Glycerol C3H8O L ng 70 % Trung Qu c
9 Natriclorit NaClO2 R n 99 % Trung Qu c
10 B c nitrat AgNO3 R n 99 % Trung Qu c
11 Axit acetic CH3COOH L ng 98 % Trung Qu c
12 Cetrimonium
bromua C19H42BrN R n 98 % n
13 Natri hydroxit NaOH R n 99 % Trung Qu c
2.1.2. D ng c và thi t b
Cá t ; b p t ; đ a khu y; nhi t k ; vial 20 mL; becher ch ng lo i 500, 250 mL;
ng đong 500, 50 mL ; pipet 1 mL; máy khu y t gia nhi t MSH–20D c a hãng Daihan
–Hàn Qu c; b siêu âm Sonic 410 (40 KHz–1200W) c a hãng Hwashin–Hàn Qu c; máy ly tâm siêu t c ROTANTA 460 (2000 rpm) c a hãng Hettich– c; cân phân tích
44
b n s CPA225D c a hãng Sartorius– c; t s y Memmert– c; thi t b FTIR c a
hưng Bruker, c. Các thi t b s d ng trong đ tài đ c trình bày hình 2.1.
(a) (b)
(c) (e)
(d) (f)
Hình 2.1: Các thi t b s d ng trong lu n v n
(a) B siêu âm 1200W, (b) Máy ly tâm 2000 vòng/phút,
(c) máy khu y t gia nhi t Daihan MSH–20D, (d) Cân phân tích CPA225P, (e) thi t b FTIR, (f) t s y
45
2.1.3. a đi m th c hi n
Các thí nghi m đ c th c hi n t i Phịng thí nghi m Tr ng đi m i h c Qu c gia H Chí Minh 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
2.2. Thí nghi m
2.2.1. T ng h p và phân tích đ c tr ng c a Ag/GO
T ng h p GO
GO đ c t ng h p t Gi theo ph ng pháp Hummers c i ti n, quá trình x y ra theo
hai giai đo n oxy hóa Gi và tách l p GiO [51]. Quy trình th c hi n nh trình bày hình 2.2.
Hình 2.2: Quy trình t ng h p GO
Thuy t minh quy trình: 3 g Gi đ c thêm vào h n h p axit đ m đ c g m 360 mL H2SO4 và 40 mL H3PO4 10 oC. Ti p theo, thêm t t 18 g KMnO4 và khu y nhi t đ th p h n 20 oC. Sau đó, h n h p đ c khu y liên t c nhi t đ 50 oC trong 12 gi . H n h p đ c đ a v nhi t đ phòng, thêm 500 mL n c c t và 15 mL H2O2 30 %. H n h p t màu vàng nâu chuy n sang màu vàng sáng. H n h p đ c đem
ly tâm (2000 rpm) và r a nhi u l n v i n c t i khi đ t pH 6. Ch t r n thu đ c là GiO
và đ c s y khô 50 oC. GiO đ c phân tán vào n c (5 g/L), siêu âm trong 12 gi đ tách l p. S n ph m sau khi siêu âm đ c mang ly tâm, r i đem s y khô 50 oC. S n ph m sau khi s y thu đ c là b t GO.
46 T ng h p Ag/GO
Quy trình t ng h p Ag/GO đ c th hi n nh hình 2.3 [52].
Hình 2.3: Quy trình t ng h p Ag/GO
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, môi 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 khô. K t thúc quá 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