Chương 2 THỰC NGHIỆM
2.1. Chế tạo các cấu trúc nano bạc dạng tấm phẳng
Trong luận văn này chúng tôi chế tạo các cấu trúc nano vàng-bạc bất đẳng hướng theo phương pháp hóa khử đi từ muối vàng (HAuCl4) được khử trực tiếp bởi axit ascobic lên các mầm nano bạc là các tấm phẳng. Các tấm nano bạc được chế tạo theo phương pháp quang hóa phát triển mầm trung gian từ các hạt nano bạc dạng cầu. Như vậy, quy trình chế tạo các Ag-Au gồm 3 bước chính:
(i) chế tạo các hạt mầm nano bạc dạng cầu (mầm 1-AgNPs). (ii) chế tạo các tấm nano bạc dạng tấm phẳng (mầm 2- AgNPls). (iii) chế tạo các Ag-Au dạng lõi vỏ, khung và hợp kim nano.
2.1.1. Chế tạo mầm AgNPs (mầm 1)
Bảng 2.1.Danh mục hóa chất (mua từ công ty Merk của Đức)và nồng độ pha chế
STT Hóa chất Thể tích dung dịch (ml) Nồng độ dung dịch (M) Ghi chú 1 Nước cất 120
2 Silver nitrate AgNO3 1,5 0,01
3 TSC 0,2 0,3
4 PVP 0,3 0,006
5 NaBH4 0,5 giữ lạnh ở 0oC
6 NaOH 0,002 0,5
Một bình cầu ba cổ (đã được làm sạch và sấy khô) được chuẩn bị sẵn 120 ml nước cất, 1,5 ml dung dịch bạc nitrat (AgNO3) (0,01M), 0,3 ml trisodium citrate (TSC) dung dịch (0,2 M) và 0,3 ml dung dịch polyvinyl pyrrolidon (PVP) (0,006M) được trộn đều [16]. Hỗn hợp dung dịch được khuấy từ mạnh ở nhiệt độ thấp (trong đá lạnh) 15 phút và 0,5 ml dung dịch natri borohydrat (NaBH4) (0,05M) được bơm từng giọt thêm vào dung dịch hỗn hợp, khi đó phản ứng bắt đầu diễn ra quá trình khử. Cuối cùng, thêm 2ml NaOH (0,3 M) vào dung dịch để điều chỉnh pH trên 7. Quan sát sự thay đổi màu của hỗn hợp phản ứng từ không màu sang màu vàng trong
vịng 2 phút sau phản ứng. Sau đó, dừng phản ứng và dung dịch được duy trì 2 giờ ở nhiệt độ phịng trong bóng tối trước khi sử dụng cho các thử nghiệm tiếp theo.
2.1.2. Chế tạo các tấm phẳng nano bạc AgNPls (mầm 2)
Sau khi các mầm AgNPs được chế tạo từ phần 2.1.1 có dạng hình cầu và kích thước nhỏ (quãng vài nano mét), dung dịch keo nano bạc này tiếp tục được chiếu xạ bằng một nguồn sáng dải hẹp sử dụng đèn LED màu xanh lá (điốt phát quang) có cơng suất 0,5 mW/cm2và bước sóng trung tâm 520 nm. Thí nghiệm được thực hiện với thời gian chiếu LED khác nhau (cho 8 mẫu), mỗi mẫu có dung tích 20 ml được chiếu xạ bằng đèn LED màu xanh látrong khoảng thời gian từ 25 phút đến 95 phútở nhiệt độ phịng như trình bày trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Các ký hiệu của dung dịch AgNPs được chiếu xạ bằng đèn LED xanh lá trong các thời gian khác nhau
Ký hiệu mẫu Thời gian chiếu LED
AgNPl1 25 phút AgNPl2 35 phút AgNPl3 45 phút AgNPl4 55 phút AgNPl5 65 phút AgNPl6 75 phút AgNPl7 85 phút AgNPl8 95 phút
Quan sát mầu sắc dung dịch khi tăng dần thời gian chiếu thấy rằng biến đổi từ màu vàng tươi sang màu xanh rêu, xanh lam, và xanh lam đậm điều đó chứng tỏ đã hình thành các tấm nano bạc. Bằng phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis chúng ta có thể thấy rõ sự biến đổi này trong phần chương 3 của luận văn.
2.2 . Chế tạo các tấm nano bạc vàng lưỡng kim dạng lõi/vỏ và dạng hợp kim Trên cơ sở các mẫu sau khi chiếu LED, chúng tôi lựa chọn mẫu AgNPl4 (thời gian chiếu LED 55 phút) để tiếp tục làm thí nghiệm chế tạo nano lưỡng kim bạc vàng. Cấu trúc nano Ag-Au được tạo ra bằng phương pháp khử muối vàng ở
nhiệt độ phòng với AgNPlnhư là mầm, PVP đóng vai trị là chất ổn định và L-AA làm chất khử [22]. Thí nghiệm đã thực hiện với 12 dung dịch (50 ml) của AgNPl4 được điều chế trong 12 ống riêng biệt. Tiếp theo bơm rất chậm HAuCl4 và khuấy mạnh trên máy khuấy từ trong một giờ. 12 lượng khác nhau tiền chất HAuCl4 0,1, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1, 1,2, 1,6, 2, 2,4, 2,8 và 3,4 µmol được chọn tương ứng với 12 dung dịch AgNPl4 trên. Các mẫu này được ký hiệu như Bảng 2.3 dưới đây. Các nguyên tử Au được lắng đọng trên bề mặt của AgNPls do L-AA khử cực kỳ chậm trong các ống riêng biệt trên một bơm tiêm cơ học. Nồng độ L-AA được tối ưu hóa (10 mM) để vừa đủ khử lượng HAuCl4. Đối với ba mẫu ban đầu (Ag – Au1, Ag – Au2, Ag – Au3), các dung dịch được thêm vào 150 µl dung dịch NaOH (0,3 M) trong điều kiện khuấy từ ở nhiệt độ phòng để điều chỉnh giá trị pH đến 10,2.
Bảng 2.3. Ký hiệu các mẫu nano bạc vàng lưỡng kim được tạo ra với các lượng
HAuCl4khác nhau.
Ký hiệu mẫu Ag–Au nanoplates Lượng HAuCl4thêm vào 50 ml dung
dịch Ag NPl4 Ag–Au1 0,1 mmol Ag–Au2 0,2 mmol Ag–Au3 0,4 mmol Ag–Au4 0,6 mmol Ag–Au5 0,8 mmol Ag–Au6 1 mmol Ag–Au7 1,2 mmol Ag–Au8 1,6 mmol Ag–Au9 2 mmol Ag–Au10 2,4 mmol Ag–Au11 2,8 mmol Ag–Au12 3,4 mmol