p 1− mixen hai l và vetxi > 1 − mixen đo
2.2.Ph ng phỏp nghiờn cu và quy trỡnh nghiờn cu
2. 2.1. Nghiờn c u ch t o nano b c b ng ph ng phỏp mixen đ o Ph ng phỏp nghiờn c u và cỏch ti p c n
Trong ph ng phỏp mixen đ o cú th s d ng cỏc ch t CTAB (N-Cetyl-N,N,N- trimethyl ammonium bromide), SDDS (sodium dodecyl sulfonate), polivinylpirodine, AOT (bis-2-ethyl hexyl sunfosuccinate) làm ch t HĚBM t o mixen n c trong cỏc dung mụi h u c nh isooctan, n-hexane ho c cloroform;
dựng NaBH4 ho c cỏc flavonoid (quercetin, rutin) làm tỏc nhõn kh , dựng cỏc h p ch t ch a sunphua nh thiolglycerin, decanthiol, mercaptothiol làm ch t n đnh ch ng t ng h p. Quercetin đ c chi t xu t t cõy phong đ v i c u hỡnh phõn t quercetin đ c ch ra hỡnh bờn c nh. D ng c và húa ch t • Mỏy khu y t • ng đong 50 ml, 100 ml • Bỡnh nún 100 ml, 250ml • Bỡnh đnh m c 50ml, 100ml, 250ml • Pipet 1ml, 2ml, 5ml, 10ml C u hỡnh phõn t quercetin
• Dung d ch AgNO3 0,1M: Cõn 0,85g AgNO3 cho vào bỡnh đnh m c 50 ml cho n c đ n v ch và đ y n p, l c đ u.
• Dung d ch AgNO3 1M: Cõn 8,5g AgNO3 cho vào bỡnh đnh m c 50ml cho n c đ n v ch và đ y n p, l c đ u.
• Pha ch dung d ch NaBH4 0,1M: Cõn 0,189g NaBH4 vào bỡnh đnh m c 50ml, cho n c c t đ n 2/3 bỡnh, l c đ u sau đú thờm n c c t đ n v ch đnh m c, pha ch ngay tr c khi ti n hành thớ nghi m.
• Quercetin đ c s d ng d ng tinh th .
2.2.1.1. Ph ng phỏp t o nano b c t m t dung d ch mixen AgNO3 và dung d ch NaBH4
- Chu n b dung d ch CTAB trong isooctan: Cõn l ng CTAB t kho ng 0,05g đ n 1g cho vào bỡnh nún 100ml. MWCTAB = 364,5g/L
- Dựng ng đong l y 20 – 40ml isooctan cho ti p vào bỡnh nún và khu y trờn mỏy khu y t kho ng 15phỳt.
- Dựng pipet hỳt t 3ml đ n 10ml AgNO3 1M cho vào bỡnh nún đang khu y và ti p t c khu y t 45phỳt đ n 1 gi .
- Sau đú dựng pipet l y t 3 ml đ n 10 ml dung d ch 0,1M NaBH4 trong n c c t cho vào bỡnh nún đang khu y và ti p t c khu y kho ng 45 phỳt đ n 1 gi . - Dung d ch nano b c đ c kh ng đnh b ng phộp đo ph h p th c ng h ng
plasmon b m t trờn mỏy UV – VIS và kớnh hi n vi đi n t TEM ho c SEM. N u dựng thờm decanthiol làm ch t n đnh, thỡ tr c khi cho ch t kh ta cho 0,2 – 0,5ml decanthiol và khu y ti p 15 phỳt r i cho ch t kh .
2.2.1.2. Ph ng phỏp t o nano b c t 2 mixen (m t ch a AgNO3 và m t ch a NaBH4)
- Chu n b dung d ch CTAB trong isooctan: Cõn l ng CTAB t kho ng 0,05g đ n 1g cho vào bỡnh nún 100ml (b1).
- Dựng ng đong l y 30ml isooctan cho ti p vào bỡnh nún và khu y trờn mỏy khu y t kho ng 15 phỳt.
- Dựng pipet hỳt t 3ml đ n 10 ml AgNO3 0,1M cho vào bỡnh nún đang khu y và ti p t c khu y t 45 phỳt đ n 1 gi .
- Chu n b b nh nún khỏc (b2) nh trong b c 1, 2, 3 nh ng trong b c 4 cho vào bỡnh t 3ml đ n 10ml dung d ch NaBH4 0,1M và khu y kho ng 45 phỳt đ n 1 gi .
- Ě dung d ch nhǜ t ng trong bỡnh nún b2 vào b1 và khu y ti p kho ng 1gi . - Dung d ch nano b c đ c kh ng đnh b ng phộp đo ph h p th trờn mỏy UV –
2.2.1.3. Ph ng phỏp t o nano b c t m t mixen ch a AgNO3 và quercetin d i d ng tinh th
- Chu n b dung d ch CTAB trong isooctan: Cõn l ng CTAB t kho ng 0,05g đ n 1g cho vào bỡnh nún 100ml.
- Dựng ng đong l y 40ml isooctan cho ti p vào bỡnh nún và khu y trờn mỏy khu y t kho ng 15 phỳt.
- Dựng pipet hỳt t 3ml đ n 10ml AgNO3 0,1M cho vào bỡnh nún đang khu y và ti p t c khu y t 45 phỳt đ n 1 gi .
- Sau đú cho kho ng 10mg đ n 51mg quercetin vào bỡnh nún đang khu y và ti p t c khu y kho ng t 1 gi .
- Dung d ch nano b c đ c kh ng đnh b ng phộp đo ph h p th trờn mỏy UV – VIS và mỏy đo TEM ho c SEM.
2.2.1.4. Ph ng phỏp t o nano b c t 2 mixen (m t ch a AgNO3 và m t ch a quercetin)
- Chu n b dung d ch CTAB trong isooctan: Cõn l ng CTAB t kho ng 0,05g đ n 1g cho vào bỡnh nún 100ml (b1).
- Dựng ng đong l y 40ml isooctan cho ti p vào bỡnh nún và khu y trờn mỏy khu y t kho ng 15 phỳt.
- Dựng pipet hỳt t 3ml đ n 10ml AgNO3 0,1M cho vào bỡnh nún đang khu y và ti p t c khu y t 45 phỳt đ n 1 gi .
- Chu n b bỡnh nún khỏc (b2) nh trong b c 1, 2, 3 nh ng trong b c 4 cho vào bỡnh t 3ml đ n 10ml dung d ch 0,1M Quercetin và khu y kho ng 45 phỳt đ n 1 gi .
- Dung d ch nano b c đ c phõn tớch ph UV-VIS và đo TEM ho c SEM (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Quỏ trỡnh ch t o nano b c b ng ph ng phỏp mixen đ o bao g m m t s b c c b n nh sau: t o ra hai vi nhǜ t ng mixen đ o c a mu i b c (AgNO3) và c a tỏc nhõn kh (NaBH4, quercetin) trong dung mụi h u c v i s cú m t c a ch t ho t đ ng b m t. Khi hai mixen này t ng tỏc v i nhau ion Ag+ đ c kh v d ng kim lo i đ hỡnh thành h t nano b c. Cu i cựng cỏc h t nano b c trong dung d ch cú th đ c n đnh b ng m t tỏc nhõn ch ng t p h p.
Cỏc thớ nghi m đ c th c hi n v i cỏc h mixen đ o nh sau: 1) H AgNO3/CTAB/NaBH4/Iso-octan;
2) H AgNO3/CTAB/NaBH4/Clorofooc; 3) H AgNO3/SDOSS/Quercetin/Iso-octan. 4) H AgNO3/AOT/Quercetin/Iso-octan.
Quy trỡnh đi u ch dung d ch nano b c b ng ph ng phỏp mixen đ o theo m t trong 4 h ph n ng nờu trờn đ c th c hi n g m nh ng b c c th nh sau (thớ d , h b, b ng 3.1, ch ng III):
1) Chu n b 10ml dung d ch n c 0,5M AgNO3 (l ng cõn 850mg AgNO3); 2) Chu n b 10ml dung d ch n c 0,125M NaBH4 (l ng cõn 85mg NaBH4);
3) Chu n b 200ml dung d ch 0,1M CTAB trong clorofooc: 7,28g CTAB hũa tan vào clorofooc r i đ a v th tớch 200ml; dung d ch chia thành hai th tớch b ng nhau: 100ml dành cho vi c t o cỏc mixen đ o ch a Ag+ và 100ml - cỏc mixen đ o c a BH4−;
L ng cõn CTAB trong 100ml c a dung d ch 0,1M CTAB trong clorofooc : 100ml dung d ch CTAB 0,1M cú 0,01mol CTAB
L ng cõn = 364g/mol x 0,01mol = 3,64g = 3640mg
Tớnh l ng dung d ch Ag+ c n cho ph n ng t o mixen đ o c a cỏc ion Ag+ trong dung d ch clorofooc:
Theo đi u ki n chu n c a ph ng phỏp, ω = [H2O]mol/[CTAB]mol = 10, ta cú: [H2O]mol = 0,1M H2O,
khi đú l ng dung d ch Ag+ c n là: VAg+ = 0,1M x 18g/mol = 1,8g = 1,8ml H2O. 4) Ě a 1,8ml dung d ch n c 0,5M AgNO3 vào 100ml dung d ch 0,1M CTAB
trong clorofooc và khu y v i t c đ nhanh nh t cho phộp trong 30phỳt (khu y t và khu y siờu õm);
5) Ě a 1,8ml dung d ch n c 0,125M NaBH4 vào 100 ml dung d ch 0,1M CTAB trong clorofooc và khu y v i t c đ nhanh nh t cho phộp trong 30 phỳt (khu y t và khu y siờu õm);
6) Tr n 2 dung d ch trờn vào nhau đ ng th i cho thờm vào đú 0,4ml dung d ch ch t n đnh và khu y m nh thờm m t gi ;
7) T ng l ng dung d ch cu i cựng thu đ c là:
100ml + 100ml + 1,8ml + 1,8ml + 0,4ml = 204ml
8) Hàm l ng nano b c trong dung d ch cu i cựng thu đ c (t i đa) s là: 54mg Ag+/ml x 1,8ml dung d ch n c = (97,2mg : 204ml) x 1000 = 476,5ppm.
Tuy nhiờn, nhi u cụng trỡnh nghiờn c u [21,30,55,70,79,92,111] cho th y khụng nh t thi t ph i chu n b ch t kh d i d ng dung d ch mixen đ o tr c khi cho t ng tỏc v i cỏc mixen đ o ion b c, mà cú th đ a vào dung d ch ph n ng d i d ng tinh th .
Trong tr ng h p đú hàm l ng nano b c trong dung d ch cu i cựng thu đ c (t i đa) đ c tĕng lờn đỏng k :
[Ag]nano = (97,2mg : 102ml) x 1000 = 953ppm
9) Phõn tớch cỏc tớnh ch t lý-húa c a dung d ch mixen đ o (vi nhǜ t ng) thu đ c. Trong ph ng phỏp mixen đ o ch t ho t đ ng b m t AOT đ c s d ng ph bi n nh nh ng tớnh ch t u vi t c a nú trong quỏ trỡnh hỡnh thành mixen đ o trong cỏc dung mụi khụng phõn c c. Ch t HĚBM là m t thành ph n vụ cựng quan tr ng đ i v i quỏ trỡnh hỡnh thành h t nano trong ph ng phỏp mixen đ o. Vỡ v y ngoài AOT d tan trong dung mụi ớt phõn c c đõy chỳng tụi cũn s d ng m t s ch t khỏc nh CTAB, SDDS và SDOSS làm tỏc nhõn HĚBM. N i dung và cỏch th c ti n hành thớ nghi m v i cỏc tham s ph n ng khỏc nhau đ c trỡnh bày trong ch ng III.
2.2.2. Nghiờn c u ch t o nano b c b ng ph ng phỏp dung d ch n c
Chỳng tụi đó tri n khai th c hi n đ tài v i cỏc n i dung sau:
- Nghiờn c u ch t o nano b c b ng cỏc ph ng phỏp dung d ch n c đ c Taylor, Kamat và Cheng gi i thi u [4,84,90]; tỡm cỏc đi u ki n t i u c a quỏ trỡnh ph n ng d n đ n s hỡnh thành nano b c;
- Nghiờn c u s ph thu c c a kớch th c h t nano b c và th i gian s ng c a chỳng vào cỏc đi u ki n thớ nghi m.
Ph ng phỏp nghiờn c u
Các hóa chất sử dụng gồm: - Mu i b c: Ag NO3.
- Tỏc nhõn kh : citrat amụni, axit ascorbic, đ ng glucoza, focmanđehyt, NaBH4. - Tỏc nhõn n đnh (stabilizer): axit citric, c n, chitozan.
- Ch t đi u ch nh pH mụi tr ng: NaOH, NH4OH, CH3COOH.
T ng c ng 7 quy trỡnh đi u ch nano b c b ng ph ng phỏp dung d ch n c đó đ c kh o sỏt th c hi n: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1) AgNO3 + NH4OH → Ph c [Ag(NH3)2]+ + Citrat → khụng cú ph n ng
Ph n ng đó đ c ti n hành nhi t đ phũng và t i 1000C, nh ng ph n ng hỡnh thành nano b c v n khụng x y ra, vỡ dung d ch t trong su t khụng chuy n sang màu vàng (d u hi u ph n ng).
Ph n ng th c hi n nhi t đ phũng. Dung d ch chuy n d n sang màu vàng, nghƿa là nano b c đó đ c t o ra, nh ng sau đú, n u ti p t c cho thờm axit ascorbic, dung d ch chuy n thành màu đen và k t t a.
3) AgNO3 + NH4OH → Ph c [Ag(NH3)2]+ + NaOH + citrat + axit ascorbic → Ph n ng th c hi n nhi t đ phũng. Dung d ch chuy n d n sang màu vàng, nghƿa là nano b c đó đ c t o ra, nh ng sau đú, n u ti p t c cho thờm axit ascorbic, dung d ch chuy n thành màu đen và k t t a.
4) AgNO3 + NH4OH → Ph c [Ag(NH3)2]+ + Citrat (stabilizer)+ Glucoza → Ph n ng th c hi n nhi t đ 500C. Dung d ch chuy n d n sang màu vàng, nghƿa là nano b c đó đ c t o ra, v i đ b n khỏ t t, và ch sau 2 ngày dung d ch m i b k t t a. K t qu thu đ c qua 4 ph n ng nờu trờn cho th y vi c s d ng citrat làm tỏc nhõn n đnh đó khụng cho ra s n ph m nano b c b n v ng theo th i gian. Vỡ v y chỳng tụi đó s d ng chitozan đó đ c đ -axetyl húa m t ph n làm ch t n đnh, thay th mu i citrat (xem ph n ng 5):
5) AgNO3 + chitozan (stabilizer)+ CH3COOH + citric (ch t kh ) →
Ph n ng th c hi n t i nhi t đ 1000C. Dung d ch chuy n sang màu vàng ỏnh nõu, n đnh theo th i gian. Quan sỏt nh SEM c a s n ph m nano b c thu đ c cú th th y s n ph m nano b c cú phõn b theo kớch th c h t khụng đ ng đ u, dao đ ng trong kho ng t 10 - 50nm.
6) Ph c [Ag(NH3)2]+ + polyvinyl pyrrolidone (PVP) + focmanđehyt → → nano Ag
Trong thớ nghi m này ch t kh là dung d ch focmandehyd cú n ng đ mol t ng đ ng n ng đ c a dung d ch AgNO3 và tỏc nhõn n đnh nano b c là ch t ho t đ ng b m t polyvinyl pyrrolidone cú tr ng l ng phõn t trung bỡnh là 40000 Da:
Quỏ trỡnh t ng h p nano b c đ c th c hi n nh sau. Hũa tan m t l ng nitrat b c vào n c amụniac đ t o ph c amiacat [Ag(NH3)2]+ và hũa tan m t l ng PVP vào n c sao cho sau khi tr n vào nhau t l mol [PVP]/[Ag+] ≥ 0,1. Khu y m nh liờn t c kho ng 1 gi r i nh t t dung d ch focmandehyd cho đ n khi dung d ch chuy n thành màu vàng, trong khi khu y liờn t c nhi t đ ~ 400C và duy trỡ giỏ tr pH 10 ± 0,5. Dung d ch
nano b c thu đ c cho k t t a v i 4 th tớch axeton và ly tõm l y t a ch a cỏc h t nano b c đó đ c bao b c xung quanh b i cỏc phõn t PVP v i tớnh n đnh r t cao, nghƿa là cú th thu nh n s n ph m d i d ng b t. Tuy nhiờn ph ng phỏp cú nh c đi m đỏng chỳ ý là ph i s d ng l ng l n PVP do tr ng l ng phõn t l n trong khi ch ph m thu c lo i đ t ti n.
7) AgNO3 + chitozan (stabilizer) + NaBH4 (ch t kh ) →
Dung d ch ch a nitrat b c v i n ng đ cho tr c đ c khu y tr n m nh v i dung d ch chitozan cú pH 5-6 trong khi nh t t dung d ch NaBH4 cho t i khi dung d ch chuy n màu. Th i đi m k t thỳc ph n ng cú th đ c ki m ch ng đnh tớnh b ng cỏch quan sỏt đ đ c c a m t gi t axit clohydric đ c nh lờn l ng dung d ch nano b c trờn m t kớnh đ ng h .
Trờn c s nh ng k t qu th nghi m s b thu đ c t cỏc ph n ng đi u ch nano b c nờu trờn chỳng tụi đó quy t đnh s d ng ph ng phỏp sau cựng đ nghiờn c u đi u ch nano b c b ng ph ng phỏp dung d ch n c ph c v cho m c đớch kh trựng. Trong ph n ng này ch t kh đ c ch n là NaBH4, b i vỡ theo Kamat [70], ch t kh này cú nhi u kh nĕng cho ra h t nano b c kớch th c nh , n u ch n đ c cỏc đi u ki n thớ nghi m thớch h p. Vỡ v y chỳng tụi đó kh o sỏt cỏc y u t nh h ng đ n quỏ trỡnh hỡnh thành nano b c trong dung d ch n c, c th là n ng đ ion b c trong dung d ch, t l [NaBH4]:[AgNO3], n ng đ chitozan trong dung d ch nitrat b c, t c đ nh gi t NaBH4.
Húa ch t và ph ng phỏp ti n hành
- Nitrat b c, đ s ch p.a. - NaBH4, đ s ch p.a.
- Chitozan đó đ c đ -acetyl húa m t ph n, đ s ch p.a. Chitozan đ c đi u ch t chitin. Hỡnh 2.2.1 d n ra c u trỳc phõn t c a chitin và m t đo n phõn t chitozan tinh khi t.
- NaOH và CH3COOH (đi u ch nh pH mụi tr ng), đ s ch p.a. - Mỏy khu y t cú đi u ch nh nhi t đ .
- N c c t hai l n.
Hỡnh 2.2.1: C u trỳc húa h c c a phõn t chitin và phõn t chitozan đ -acetyl húa 100%
Ngo i tr chitozan do Vi n Húa h c - VKH&CNVN cung c p, cỏc húa ch t khỏc đ u thu c hóng Merk.
Cỏc dung d ch 20mmol AgNO3 và 15mmol NaBH4 đ c pha ch b ng n c c t 2 l n. Dung d ch β-chitozan 500ppm đ c đi u ch b ng cỏch nghi n l ng cõn chitozan d ng s i trong c i s , hũa tan trong dung d ch 10% axit acetic, l c r i đ a v th tớch b ng n c c t. T cỏc dung d ch cỏi này pha loóng thành cỏc dung d ch cú n ng đ khỏc nhau tựy theo yờu c u.
2.2.3. Nghiờn c u kh nĕng kh trựng c a dung d ch nano b c và ch t o dung d ch nano b c kh trựng d i d ng bỡnh x t.