Trường Đại Học Thủ Dầu Một Khoa Khoa Học Tự Nhiện ĐỀ TÀI TỔNG HỢP NANO BẠC BẰNG PHƯƠNG PHÁP Thành viên NGUYỄN THANH BÌNH VI NHŨ TƯƠNG VÀ ỨNG DỤNG L/O/G/O KHÁNG KHUẨN www.trungtamtinhoc.edu.vn Tính cấp thiết đề tài  Một số đặc tính nano bạc • Khử khuẩn • Độ bền hóa học cao • Phân tán ổn định loại dung môi khác • Ổn định nhiệt độ cao… PP hóa học PP vật lý PP hóa lý PP khử hóa lý PP sinh học …… Phương pháp vi nhũ tương www.trungtamtinhoc.edu.vn NỘI DUNG Chương I Tổng quan Chương II Quy trình tổng hợp nano bạc Nội dung Chương III Kết Kết luận Tài liệu tham khảo www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG I TỔNG QUAN GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP VI NHŨ TƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NANO BẠC GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU NANO www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vật liệu nano 1.1.1 Các khái niệm Theo viện hàn lâm hoàng gia Anh quốc Khoa học nano  tượng can thiệp vào vật liệu theo quy mô nguyên tử, phân tử đại phân tử Công nghệ nano  thiết kế, phân tích, chế tạo ứng dụng cấu trúc Điều khiển hình dáng kích thước quy mô nm Khoa học nano Công nghệ nano Vật liệu nano (0,1nm  www.trungtamtinhoc.edu.vn Hình 1.1: Thang đo nano CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1.2 Phân loại vật liệu nano  Về trạng thái vật liệu, ba trạng thái: rắn, lỏng khí  Về hình dáng vật liệu  Vật liệu nano không chiều  đám nano, hạt nano Vật liệu nano chiều  dây nano, ống nano , Vật liệu nano hai chiều  màng mỏng (có chiều dày kích thước nano),  Phân loại theo tính chất vật liệu thể khác biệt kích thước nano: Vật liệu nano kim loại Vật liệu nano bán dẫn Vật liệu nano từ tính Vật liệu nano sinh học www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1.3 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU NANO Hình 1: Kích thước nguyên tử www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.2 Tổng quan nano bạc Bạc (Ag) nguyên tố thứ 47 HTTH, thuộc CK 5, nhóm IB, kim loại màu sáng trắng, mềm, dễ dát mỏng, khả dẫn điện dẫn nhiệt tốt, có khả phản xạ ánh sáng cao kim loại Bạc có cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt => giải thích việc bạc có khối lượng riêng lớn nhiệt độ nóng chảy tương đối cao • Cấu hình electron : 1s22s22p63s2 3p6 3d104s2 4p64d105s1 • Bán kính kim loại E+ : 1.44 A0 • Năng lượng ion hóa : 7.57 eV • Ái lực electron : 1.3 eV www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.2 Tổng quan nano bạc  Các tính chất hạt nano bạc Tính chất quang Tính chất từ Tính chất điện Tính chất nhiệt Hình 1.6: Dao động đám mây electron bị chiếu sáng Hình 1.5: Plasmon bề mặt kim loại Tính chất quang Hình 1.7: Quá trình dao động tập thể điện tử bề mặt hạt vàng www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG III KẾT QUẢ 3.2 Kết phân tích UV-Vis 3.2.1 Khảo sát theo dung môi tỷ lệ mol nước chất hoạt động bề mặt  Dung môi cyclohexane Hình 3.3: Kết UV-Vis mẫu nano bạc với dung môi cyclohexane với tỷ lệ mol nước AOT là = 5, www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG III KẾT QUẢ 3.2 Kết phân tích UV-Vis 3.2.1 Khảo sát theo dung môi tỷ lệ mol nước chất hoạt động bề mặt  Dung môi isooctane Hình 3.3: Kết UV-Vis mẫu nano bạc với dung môi isooctane với tỷ lệ mol nước AOT là = 5, www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG III KẾT QUẢ 3.2 Kết phân tích UV-Vis 3.2.1 Khảo sát theo dung môi tỷ lệ mol nước chất hoạt động bề mặt  Dung môi dodecane Hình 3.3: Kết UV-Vis mẫu nano bạc với dung môi dodecane với tỷ lệ mol nước AOT = 5, www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG III KẾT QUẢ 3.2 Kết phân tích UV-Vis  Nhận xét Ta thấy xuất đỉnh phổ đặc trưng bạc với bề rộng phổ tương đối dài đối xứng, chứng tỏ hạt nano tạo thành có dạng hình cầu Ngoài ra, tất mẫu xuất đỉnh phổ 379 nm Đỉnh thể rõ hình 3.3 với dung môi cyclohexane, đỉnh cho thấy cấu trúc hình cầu ra, hạt nano bạc tạo thành có hình dạng lăng kính Khi tăng tỷ lệ mol nước chất hoạt động bề mặt AOT bước sóng hấp thu dịch chuyển dần phía bước sóng dài www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG III KẾT QUẢ 3.2.2 Khảo sát theo thay đổi nồng độ AgNO3 Hình 3.6 cho thấy tăng nồng độ AgNO3 từ 0.1 đến 0.2 M bước sóng hấp thụ tăng từ 420 nm đến 439 nm Điều giải thích, theo lý thuyết động học, tăng nồng độ, dễ dàng có va chạm hạt bạc với làm cho kích thước hạt keo nano bạc tăng dần lên Hình 3.6: Phổ UV-Vis dung dịch nano bạc theo thay đổi nồng độ AgNO3 sử dụng dung môi dodecane với tỷ lệ www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG III KẾT QUẢ 3.3 Kết phân tích TEM Tiến hành phân tích kết đo TEM mẫu dung dịch nano bạc với dung môi khác điều kiện www.trungtamtinhoc.edu.vn Hình 3.7 Dung môi cyclohexane Hình 3.8 Dung môi isooctane Hình 3.9 Dung môi dodecane CHƯƠNG III KẾT QUẢ 3.3 Kết phân tích TEM  Nhận xét Các hình 3.7, 3.8 3.9 thể ảnh TEM dung dịch nano bạc thang đo 100 nm 20 nm Nhìn chung hình cho thấy hạt nano bạc phân bố rải rác chứng tỏ AOT làm tốt vai trò chất bảo vệ, ngăn không cho hạt nano bạc kết lại với tạo thành đám Các hạt nano bạc sau tạo thành có dạng hình cầu có kích thước hạt 5nm Tuy nhiên, hạt nano bạc tạo dung môi dodecane lại có hình dạng đồng so với dung môi cyclohexane isooctane www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG III KẾT QUẢ 3.4 Kết kiểm tra hàm lượng bạc thực tế mẫu Bảng 3.5: Hàm lượng bạc thực tế dung dịch mẫu Dung dịch Nồng độ bạc (ppm) Ag/cyclohexane 33.69 Ag/isooctane 49.81 Ag/dodecane 36.26 Bảng 3.5 thể hàm lượng bạc thực tế mẫu với tỷ lệ gữa nước AOT =5 www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG III KẾT QUẢ 3.5 Kết phân tích khả diệt khuẩn Dung dịch nano bạc Dung môi www.trungtamtinhoc.edu.vn 3.5 Kết phân tích khả diệt khuẩn www.trungtamtinhoc.edu.vn  Tóm lại: Từ kết phân tích phổ UV-Vis, TEM hiệu suất diệt khuẩn trên, kết luận tổng hợp thành công dung dịch nano bạc phương pháp vi nhũ tương với lựa chọn sau đây: Chất hoạt động bề mặt AOT Dung môi sử dụng dodecane Tỷ lệ mol nước chất hoạt động bề mặt =5 Tỷ lệ mol AgNO3 NaBH4 1:1 Nồng độ dung dịch AgNO3 NaBH4 sử dụng 0.1M 0.2M www.trungtamtinhoc.edu.vn KẾT LUẬN  Với kết đạt được, hoàn thành mục tiêu đề ra:  Tổng hợp thành công hạt nano bạc phương pháp vi nhũ tương  Các hạt nano bạc sau tạo thành có cấu trúc hình cầu đồng nhất, kích thước nhỏ (chỉ 5nm), phân bố đồng dung dịch, có độ ổn định tốt bảo quản nhiệt độ phòng vài tháng  Nhờ có kích thước nhỏ phân tán dung dịch nên diện tích bề mặt hạt nano bạc tăng lên nhiều có khả diệt khuẩn tốt Chỉ với nồng độ 3.37 ppm (với dung môi cyclohexane), dung dịch nano bạc diệt đến gần 100% lượng vi khuẩn Escherichia coli thí nghiệm sau phút tiếp xúc www.trungtamtinhoc.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ môn Vật liệu từ Y – Sinh khoa khoa học vật liệu, Tổng hợp nano bạc phương pháp vi nhũ tương ứng dụng để kháng khuẩn, Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, năm 2012 [2] Nguyễn Phước Trung Hòa, Tổng hợp hạt nano bạc sử dụng phương pháp vi nhũ tương, Đại Học Quốc Gia TP HCM, năm 2013 [3] Nguyễn Ngọc Hùng, Nghiên cứu chế tạo hạt nano bạc khả sát khuẩn nó, Đại Học Quốc Gia Hà Nội, năm 2011 [4] Nguyễn Thị Anh, Nghiên cứu tổng hợp hạt nano bạc ứng dụng, Đại học Sư Phạm Hà Nội 2, năm 2012 [5] Trần Minh Hải, Nghiên cứu chế tạo nano bạc ứng dụng sinh học, Đại Học Quốc Gia Hà Nội, năm 2011 www.trungtamtinhoc.edu.vn L/O/G/O Thank You! www.trungtamtinhoc.edu.vn 41 ... vào hệ vi nhũ tương nhằm mục đích hạn chế phát triển kích thước hạt nano bạc www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG II QUY TRÌNH TỔNG HỢP NANO BẠC BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI NHŨ TƯƠNG 2.1 Quy trình tổng hợp. .. BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI NHŨ TƯƠNG •2.1 Quy trình tổng hợp nano bạc phương pháp vi nhũ tương • Hệ vi nhũ tương sử dụng trình chế tạo hạt nano bạc hệ vi nhũ nước dầu (w/o) • Chất hoạt động bề mặt AOT... 1.10: Cơ chế diệt khuẩn nano bạc www.trungtamtinhoc.edu.vn CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.2 Tổng quan nano bạc  Ứng dụng  Ngoài tính chất kháng khuẩn hiệu nano bạc có ứng dụng khác như: Ứng dụng chuẩn đoán