Nhiệt độ Thời gian phản ứng
Tỉ lệ Nồng độ HAuCl4 và Citrate
Nồng độ Citrate Thời gian tiếp xúc 80 oC 6h 1: 21 4,2 mM 48
Sau khi tổng hợp đƣợc vật liệu SiO2 bọc nano v ng trong điều kiện tối ƣu chúng tôi thực hiện đ nh gi c c đặc tính của vật liệu thơng qua c c phƣơng ph p: quang phổ tử ngoại - khả kiến UV-Vis, phân bố ch thƣớc hạt DLS, Kính hiển vi điện tử quét SEM, thế điện động học Zeta, quang phổ tán xạ Raman.
3.2.1. Màu sắc và quang phổ UV-Vis
Sau khi tổng hợp đƣợc vật liệu SiO2 bọc nano vàng, chúng tôi tiến hành chụp ảnh màu sắc các mẫu và tiến h nh đ nh gi thông qua quang phổ tử ngoại – khả kiến UV-Vis. Hình 3.11a bên dƣới thể hiện phổ UV-Vis khảo sát trong khoảng bƣớc sóng từ 400 nm đến 700 nm, hình 3.11b là phổ chúng tơi thực hiện baseline hình 3.11a để so s nh ch nh x c cƣờng độ v bƣớc sóng hấp thụ cực đại của dung dịch và hình 3.12 là ảnh màu sắc mẫu của các vật liệu SiO2, SiO2@PEI, SiO2@Au và AuNPs sau khi tổng hợp trong điều kiện tối ƣu
37
Hình 3.11. (a) Phổ UV-Vis mẫu SiO2 ba đầu và các mẫu SiO2/PEI, SiO2@Au và AuNPs tổng hợp ở đ ều kiện tối ưu (b) Phổ baseline từ phổ UV-Vis a
Hình 3.12. Ảnh chụp mẫu SiO2 và các mẫu SiO2/PEI, SiO2@Au, AuNPs vớ đ ều kiện tố ưu
Từ kết quả ở hình 3.11 và hình 3.12, có thể thấy rằng, vật liệu SiO2@Au đã đƣợc tổng hợp thành cơng do có sự tạo th nh đỉnh hấp thụ cực đại đặc trƣng của
529 nm 525 nm (a) (b) Đ h ấp th ụ ƣ c sóng (nm) Bƣ c sóng (nm)
38
của vật liệu nano Au (AuNPs). Tuy nhiên, khi tạo thành vật liệu SiO2@Au bƣớc sóng hấp thụ cực đại max dịch chuyển về 525 nm (dịch chuyển xanh) so với bƣớc sóng hấp thụ cực đại của AuNPs 529 nm Điều này có thể kết luận rằng, SiO2 đã ảnh hƣởng đến cộng hƣởng plasmon bề mặt của AuNPs. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu [35].
3.2.2. Phân bố kí ƣ c h t DLS
Để khảo sát ch thƣớc trung bình các hạt bên trong hệ SiO2@Au, chúng tôi thực hiện đo phân bố ch thƣớc hạt bằng phƣơng ph p DLS Tại đây trƣớc tiên chúng tôi khảo sát phân bố ch thƣớc hạt vật liệu SiO2 làm nền sau đó tiếp tục khảo sát phân bố ch thƣớc hạt SiO2@Au.
Hình 3.13. Phân bố k c ước hạt DLS mẫu SiO2 k c ưa ủ nano vàng Từ kết quả DLS mẫu SiO2 ở hình 3.13, các hạt SiO2 rất đồng đều, chỉ phân bố từ 260 nm đến 360 nm ch thƣớc hạt chủ yếu rơi vào khoảng 340 nm. Và kích thƣớc trung bình các hạt trong mẫu là 316.4 nm. Phù hợp với thực tế chúng ta dự định. Sau khi tổng hợp đƣợc dung dịch, chúng tôi thực hiện đ nh gi phân bố ch thƣớc hạt SiO2 bọc nano v ng đƣợc thể hiện ở hình 3.14.
T ần s u ất ( % ) Đƣờng kính (nm) Đƣờng kính trung bình: 316.4 nm
39
Hình 3.14. Phân bố k c ước hạt DLS mẫu SiO2@Au tổng hợ o đ ều kiện tố ưu
Kết quả phân bố ch thƣớc hạt SiO2@Au trong dung dịch sau khi tổng hợp đƣợc thể hiện trên hình 3.13. ch thƣớc trung bình của hạt khoảng 582,4 nm con số này chứng tỏ rằng sau quá trình tổng hợp ch thƣớc hạt SiO2 có sự thay đổi từ khoảng 300 nm ên ch thƣớc lớn hơn Điều đó có thể khẳng định bên ngoài hạt SiO2 gốc đã xuất hiện lớp vật liệu gì đó bao bọc bên ngồi. Phân bố kích thƣớc hạt trong hệ tƣơng đối đồng đều trong khoảng từ 500 nm đến 700 nm. Tuy nhiên, các hạt có dấu hiệu hơi ết tụ do có ƣợng thiểu số nhƣng hơng đ ng ể các hạt SiO2@Au có ch thƣớc lớn từ 800 nm trở lên.
Tuy kết quả DLS khơng chính xác tuyệt đối, tuy nhiên nó cho ta một cái nhìn tổng quan v tƣơng đối chính xác về ch thƣớc hạt bên trong dung dịch Phƣơng pháp này có thể biết đƣợc ch thƣớc hạt trƣớc và sau khi phủ nhƣng hông cho ta biết ch thƣớc hạt nano vàng phủ trên bề mặt là bao nhiêu. Nên cần phƣơng ph p h c để đ nh gi vấn đề này.
3.2.3. Ảnh chụp bề mặt thơng qua kính hiể ện tử quét (SEM)
Sau hi đ nh gi hệ bằng DLS, chúng tôi thực hiện khảo sát tiếp các mẫu sau khi tổng hợp bằng kính hiển vi điện tử quét. Nhầm xác nhận lại lần nữa kết quả DLS và UV-Vis ở mục 3.2.1 và mục 3.2.2. Mục đ ch h c của phƣơng ph p n y quan s t ch thƣớc hạt nano vàng bám trên bề mặt các hạt SiO2 từ đó đƣa ra đƣợc kết luận khác về vật liệu cũng nhƣ m cơ sở cho các thí nghiệm sau này.
Đƣờng kính trung bình: 582.4 nm T ần s u ất (% ) Đƣờng kính (nm)
40
Hình 3.15 là ảnh SEM bề mặt các mẫu SiO2, SiO2@PEI và SiO2@Au sau khi đƣợc tổng hợp.
Hình 3.15. Ảnh SEM bề mặt các mẫu a) SiO2 b)PEI@SiO2 c) SiO2@Au
Kết quả phân tích hình thái bề mặt của vật liệu cho thấy, các hạt SiO2 ban đầu có ch thƣớc trung bình khoảng 300 nm (hình 3.15a), sau khi bọc PEI, kích thƣớc hạt nano tăng ên 340 nm hình 3 15b) và sản phẩm tạo thành là hạt SiO2 có bọc nano vàng với ch thƣớc khoảng 560 nm (hình 3.15c). Điều này cho thấy rằng, các hạt AuNPs đã bao bọc lấy nhân SiO2 để tạo thành lớp vỏ gồm chuỗi nhiều hạt AuNPs với ch thƣớc khoảng 40 nm mỗi hạt, phù hợp với kết quả UV–Vis đo đƣợc Do đó có thể khẳng định rằng chúng tơi đã tổng hợp thành công vật liệu SiO2@Au thỏa yêu cầu đề ra.
Tuy nhiên, kết quả DLS cho ta ch thƣớc của SiO2@Au lớn hơn so với kích thƣớc đo đƣợc bằng ảnh SEM là vì bán kính của các hạt SiO2@Au trong dung dịch b n nh hiđrat do có c c phân tử nƣớc bao bọc bên ngoài nên kết quả DLS cho kết quả lớn hơn so với ảnh SEM.
3.2.4. Thế ệ ng học Zeta
Kết quả SEM và DLS ở mục trên cho ta cái nhìn tổng quan về ch thƣớc và hình thái về mặt vật liệu nhƣng chƣa cho ta bản chất các hạt bên trong. Vì thế chúng tơi thực hiện phân tích thế điện động học Zeta để kiểm tra độ bền của hệ, tƣơng t c điện tử bên trong hệ keo.
41
Thế điện động học Zeta là một thông số quan trọng trong hệ keo. Nó cho ta biết điện tích bên trong dung dịch, loại eo v độ keo tụ của dung dịch. Phân bố thế Zeta các mẫu dung dịch SiO2, AuNPs và SiO2@Au đƣợc cho ở hình 3.19 và