Chương 2 THỰC NGHIỆM
2.3. Các phương pháp và kỹ thuật sử dụng trong nghiên cứụ
2.3.1. Phương pháp đo giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD).
Giản đồ XRD xác định được sự có mặt của các chất và cấu trúc mạng tinh thể của chất đó. Nguyên lý của phương pháp là dựa vào số lượng, vị trí và cường độ của vạch phổ nhiễu xạthu được và so sánh với dữ liệu vạch phổ chuẩn.
Tiến hành: Mẫu dạng rắn được nghiền mịn, ép thành tấm có bán kính 1 inch
và đưa vào đo giản đồ XRD trên máy ADVANCE 8-Brooker, Đức, vận hành ở điện thế 40kV, cường độ dòng 40 mA bằng phát xạ Cu-Kα ( = 0,154 nm); góc quét 2: 5 – 70o tại Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng.
2.3.2. Phương pháp đo phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX)
phần các nguyên tố trong vật liệụ
Tiến hành: Mẫu được đúc trong khn, mài và đánh bóng mẫụ Mẫu được
phân tích EDX trên máy kính hiển vi điện tử quét phân giải cao (FE-SEM) kết nối
với hệ tán xạ năng lượng tia X: Model JSM-7610 - JEOL JED 2300; Hãng sản xuất
JEOL - Nhật Bản tại Viện Cơng nghệ Hóa học.
2.3.3. Phương pháp đo phổ hồng ngoại (FT-IR)
Phương pháp phổ hồng ngoại dùng để phân tích, đánh giá các liên kết hình
thành trong vật liệụ Vị trí số sóng tại các đỉnh trong phổ hồng ngoại đặc trưng cho các nhóm chức và các liên kết trong vật liệụ Nhóm chức và liên kết của nano silica
được xác định bằng phổ hồng ngoại trên máy FT–IR: Model FT–IR 8400S; Hãng sản
xuất Shimadzu, Nhật Bản; số sóng từ 7.800 cm-1 – 350 cm-1 tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ TP.HCM.
Tiến hành: Cân 0,002 g mẫu trộn chung với 0,2 g KBr rồi ép thành viên có
đường kính 13 mm và chiều dày 0,5 mm. Đo phổ hấp thụ hoặc truyền qua trong khoảng số sóng từ3.500 đến 400 cm-1
.
2.3.4. Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) với độ phân giải cao dùng để nghiên cứu hình thái, cấu trúc vật liệu: hình dạng, kích thước hạt.
Tiến hành: Pha lỗng mẫu đến nồng độ thích hợp và siêu âm trong 10 phút.
Sử dụng pipet nhỏ 1 – 2 giọt lên bề mặt đế mẫụ Mẫu được sấy khô và tiến hành soi, chụp ảnh mẫu trên thiết bị kính hiển vi điện tử truyền qua: Model JEM 1400; Hãng sản xuất JEOL - Nhật Bản; thế gia tốc electron cực đại: 120 KV; độ phóng đại cực
đại: 800.000 tại phịng Thí nghiệm Vật liệu Polymer và Composite – Đại học Bách
Khoa TP.HCM và Viện Vệ sinh Dịch tể Trung ương.
2.3.5. Phương pháp đo phổ sắc ký lọc gel (GPC)
Phổ GPC dùng để xác định KLPT của polyme, mẫu oligochitosan được đo
trên máy LC – 20AB Shimadzu, Nhật Bản sử dụng detector RID –10A và cột
Ultrahydrogel 250 của hãng Waters, kích thước cột 7,8 x 300 mm tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ TP.HCM. Nhiệt độ làm việc của máy
40°C, pha động sử dụng dung môi CH3COOH 0,25M/CH3COONa 0,25M với tốc độ
Lập đường chuẩn thời gian lưu phụ thuộc vào khối lượng phân tử của mẫu
chuẩn Pullulan: Hòa tan 0,03 g các mẫu chuẩn Pullulan có khối lượng phân tử là
380.000, 100.000, 48.000, 23.700, 12.200 và 738 g.mol-1 vào trong 1 mL dung mơi CH3COOH 0,25M /CH3COONa 0,25M. Thể tích mẫu tiêm vào cột 50 μl. Xác định thời gian lưu của các mẫu dung dịch pullulan từ phổ đồ GPC (Bảng 2.1). Thiết lập
đường chuẩn trên máy tính và mối tương quan giữa khối lượng phân tử và thời gian lưu (Hình 2.8).
Bảng 2.1. Khối lượng phân tử và thời gian lưu của các mẫu chuẩn Pullulan
Số TT mẫu 1 2 3 4 5 6
Thời gian lưu (Phút) 6,060 6,601 7,117 7,690 8,177 9,946 KLPT 103 (g.mol-1) 380 100 48 23,7 12,2 0,738
Hình 2.8. Đường chuẩn tương quan giữa khối lượng phân tử và thời gian lưu của
Pullulans chuẩn.
Tiến hành đo mẫu: Cân 0,05 g chitosan hòa tan trong 10 mL dung dịch đệm
CH3COOH 0,25M/CH3COONa 0,25M. Dung dịch chitosan 0,5% được sử dụng bơm lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh. Sau đó tiêm mẫu với thể tích 50 μl vào cột sắc ký. Các
điều kiện khác tương tự như đã mô tả đối với mẫu chuẩn pullulan. Xác định thời gian lưu và đối chiếu với đường chuẩn để có khối lượng phân tử của mẫu chitosan cần đọ
2.3.6. Phương pháp đoquang phổ tử ngoại khả kiến (UV-vis)
Nguyên tắc của phương pháp: Phương pháp này dựa vào việc đo cường độ
ánh sáng còn lại sau khi đi qua dung dịch bị chất phân tích hấp thụ một phần. Nếu dung dịch phân tích trong suốt thì gọi là phương pháp đo màụ Phương pháp trắc quang UV-vis có thểdùng đểđịnh tính, định lượng các chất có màu và dung dịch keọ
Để định tính, mẫu chất có phổ hấp thụ và bức sóng hấp thụ cực đại đặc trưng trong
vùng giới hạn.
Tiến hành thí nghiệm: Dung dịch keo để ổn định trong điều kiện bình thường,
pha lỗng bằng nước đến 0,1 mM (tính theo nồng độ ban đầu), đưa mẫu vào cuvet
thạch anh có chiều dày 1 cm, tiến hành ghi phổ trong dải bước sóng từ 800 - 200nm, trên máy UV-2401PC, Shimadzu, (Nhật) tại Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng.
Dựa trên kết quả cường độ hấp thụ (E) và bước sóng hấp thụ UV-vis cực đại (max) của dung dịch keo để suy đốn sự thay đổi tính chất và liên kết của vật liệụ
2.3.7. Phương pháp đo thế điện kép zeta
Thế zeta (ξ) là đại lượng đặc trưng cho sự ổn định của hệ phân tán các hạt rắn trong chất lỏng (còn gọi là hệ keo). Các hạt với điện tích bề mặt nhất định sẽ hấp thụ những ion có điện tích trái dấu từ trong dung dịch để tạo thành một lớp điện tích bao quanh hạt. Những ion trên lớp điện tích này lại hấp thụ các ion trái dấu với chúng trong dung hình thành nên một lớp điện tích kép: lớp trong gồm các ion liên kết mạnh với bề mặt hạt và lớp ngoài (lớp khuếch tán) liên kết yếu hơn với bề mặt hạt.
Thế zeta được đo bằng cách áp đặt một điện trường qua hệ phân tán, dưới tác dụng của điện trường, các hạt trong hệ sẽ di chuyển theo chiều nhất định với vận tốc tỷ lệ với độ lớn của thế zetạ Giá trị của thế zeta phụ thuộc vào nhiều yếu tố tác động bao gồm: độ pH, độ dẫn điện của môi trường và các thành phần trong hệ. pH của môi
trường là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thế zeta, tồn tại pH của môi trường mà hệ
keo khơng ổn định, và có một điểm mà thế zeta bằng khơng, tại đó hệ keo kém ổn
định nhất (điểm đó gọi là điểm đẳng điện). Nói cách khác thì hệ keo càng ổn định khi
thế zeta của hệ xa điểm đẳng điện nhất (ξ có giá trị gần 30 mV). Thế zeta của các dung dịch được đo trên máy Nano PARTICA (SZ-100Z; Horiba, Nhật Bản) tại Viện