Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Khóa luận nghiên cứu chiết tách nano vàng từ dung dịch haucl4 bằng tác nhân khử ...

Tài liệu Khóa luận nghiên cứu chiết tách nano vàng từ dung dịch haucl4 bằng tác nhân khử dịch chiết nước lá cây nha đam.

.PDF
57
160
50

Mô tả:

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA ---o0o--- NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO VÀNG TỪ DUNG DỊCH HAuCl4 BẰNG TÁC NHÂN KHỬ DỊCH CHIẾT NƢỚC LÁ CÂY NHA ĐAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC Sinh viên thực hiện : Hoàng Lƣơng Nhật Nam Giáo viên hƣớng dẫn : PGS.TS Lê Tự Hải Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Hoàng Lƣơng Nhật Nam Lớp : 14CHP 1. Tên đề tài: Nghiên cứu chiết tách nano vàng từ dung dịch HAuCl4 bằng tác nhân khử dịch chiết nƣớc lá cây nha đam. 2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị a. Nguyên liệu: lá cây nha đam (lô hội). b. Dụng cụ: bình cầu 250 ml, bình tam giác 100 ml; cốc thủy tinh 100 ml; bình định mức 1000 ml; bình định mức 100ml; pipet 2 ml, 5 ml, 10ml; giấy lọc. c. Các thiết bị: bếp điện, cân phân tích, máy khuấy từ gia nhiệt, máy đo pH, máy đo UV-VIS, máy đo EDX, SEM, TEM, máy quay li tâm, tủ sấy. 3. Nội dung nghiên cứu - Xây dựng quy trình tạo nano vàng bằng dung dịch HAuCl4 từ dịch chiết nƣớc lá cây nha đam. 4. Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS Lê Tự Hải 5. Ngày giao đề tài: 27/10/2017 6. Ngày hoàn thành đề tài: 20/4/2018 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hƣớng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày….tháng….năm 2018 Kết quả điểm đánh giá Đà nẵng, ngày …. tháng…… năm 2018 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên) MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................................ 1 2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 1 3. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................................... 1 4. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................................... 1 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ..................................................................... 2 6. Bố cục luận văn ............................................................................................................... 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................................... 3 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ NANO...................................................................... 3 1.1.1. Khái niệm và nguồn gốc của công nghệ nano ....................................................... 3 a. Khái niệm.......................................................................................................................... 3 b. Nguồn gốc ......................................................................................................................... 3 1.1.2. Cơ sở khoa học của công nghệ nano ...................................................................... 4 1.1.3. Ứng dụng của vật liệu nano .................................................................................... 6 1.1.4. Các phƣơng pháp tổng hợp vật liệu nano ............................................................. 6 1.2. HẠT NANO VÀNG ........................................................................................................ 8 1.2.1. Giới thiệu về kim loại vàng ..................................................................................... 8 a. Tổng quát .......................................................................................................................... 8 b. Tính chất vật lý ................................................................................................................. 8 c. Tính chất hóa học: ............................................................................................................ 9 1.2.2. Giới thiệu về hạt nano vàng .................................................................................. 10 1.2.3. Các phƣơng pháp tổng hợp hạt nano vàng ......................................................... 11 1.2.4. Tính chất của hạt nano vàng ................................................................................ 12 1.2.5. Ứng dụng của hạt nano vàng ................................................................................ 12 a. Trong y học ..................................................................................................................... 12 b. Trong sinh học ................................................................................................................ 13 c. Trong cảm biến ............................................................................................................... 13 d. Trong linh kiện điện tử ................................................................................................... 14 e. Trong mỹ phẩm ............................................................................................................... 14 f. Trong bảo vệ môi trường ................................................................................................ 15 1.3. TỔNG QUAN VỀ CÂY NHA ĐAM ........................................................................... 15 1.3.1. Đặc điểm của cây nha đam ................................................................................... 15 1.3.2. Thành phần hóa học .............................................................................................. 16 1.3.3. Tác dụng của cây nha đam trong đời sống.......................................................... 17 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM ............................................................................................. 19 2.1. NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT .......................................................... 19 2.1.1. Nguyên liệu ............................................................................................................. 19 2.1.2. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất ................................................................................ 19 a. Dụng cụ và thiết bị ......................................................................................................... 19 b. Hóa chất ......................................................................................................................... 19 2.2. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT LÁ CÂY NHA ĐAM ............................................................................................................................... 19 2.3. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP NANO VÀNG .......................................................................................................................... 19 2.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HẠT NANO VÀNG ............................................ 20 2.4.1. Phổ hấp thụ phân tử (UV-VIS) ............................................................................ 20 2.4.2. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .............................................................. 21 2.4.3. Phổ tán sắc năng lƣợng tia X ( EDX) ................................................................... 23 2.4.4. Kính hiển vi điện tử (SEM) ................................................................................... 24 2.5. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM TỔNG HỢP HẠT NANO VÀNG ........... 26 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................ 28 3.1. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT LÁ CÂY NHA ĐAM ............................................................................................................................... 28 3.1.1. Khảo sát tỉ lệ rắn/lỏng ........................................................................................... 28 3.1.2. Khảo sát thời gian chiết......................................................................................... 29 3.2. KẾT QUẢ ĐỊNH TÍNH MỘT SỐ NHÓM CHỨC CHÍNH TRONG DỊCH CHIẾT NƢỚC LÁ CÂY NHA ĐAM ................................................................................................. 31 3.3.1. Định tính nhóm chất tannin .................................................................................. 31 3.3.2. Định tính nhóm chất flavonoid ............................................................................. 33 3.3.3. Định tính nhóm chất saponin ............................................................................... 33 3.3.4. Định tính nhóm chất akaloid ................................................................................ 34 3.3. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TẠO NANO VÀNG ...................................................................................................................................... 34 3.3.1. Khảo sát tỉ lệ thể tích dịch chiết lá cây nha đam ................................................ 34 3.3.2. Khảo sát nhiệt độ tạo nano vàng .......................................................................... 36 3.3.3. Khảo sát nồng độ dung dịch HAuCl4 ................................................................... 37 3.3.4. Khảo sát pH môi trƣờng. ...................................................................................... 39 3.4. CƠ CHẾ TẠO NANO VÀNG TỪ DUNG DỊCH HAuCl4 BẰNG TÁC NHÂN KHỬ DỊCH CHIẾT NƢỚC LÁ CÂY NHA ĐAM.............................................................. 41 3.5. KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐẶC TRƢNG CỦA HẠT NANO VÀNG ......................... 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................... 45 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của riêng tôi, với sự hƣớng dẫn của PGS.TS. Lê Tự Hải. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Những nội dung khóa luận có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin đƣợc đăng tải trên các tác phẩm, tạp chí và các trang web đƣợc liệt kê trong danh mục tài liệu tham khảo của khóa luận. Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2018 Sinh viên thực hiện Hoàng Lƣơng Nhật Nam LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Tự Hải (Khoa Hóa Đại học Sƣ phạm Đà Nẵng) đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình em thực hiện đề tài. Em cũng xin gởi lời cảm ơn đến tập thể các Thầy, Cô giáo và cán bộ của Khoa Hóa Trƣờng Đại học Sƣ phạm Đà Nẵng đã cung cấp cho em kiến thức tiền đề để em hoàn thành khóa luận này. Cuối cùng em xin gởi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên và giúp đỡ em rất nhiều trong suối thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận. Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2018 Sinh viên thực hiện Hoàng Lƣơng Nhật Nam DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT EDX Phổ tán sắc năng lƣợng tia X TEM Kính hiển vi điện tử truyền qua UV-VIS Quang phổ hấp thụ phân tử SEM Kính hiển vi điện tử quét DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 So sánh kích thƣớc của một số vật 3 Bảng 1.2 Độ dài tới hạn của một số tính chất của vật liệu 5 Bảng 3.1 Giá trị mật độ quang đƣợc đo ở các mẫu theo tỉ lệ rắn/lỏng 28 Bảng 3.2 Giá trị mật độ quang đƣợc đo ở các mẫu theo thời gian chiết 30 Bảng 3.3 Giá trị mật độ quang đƣợc đo ở các mẫu theo thể tích dịch chiết 35 Bảng 3.4 Giá trị mật độ quang đƣợc đo ở các mẫu theo nhiệt độ 36 Bảng 3.5 Giá trị mật độ quang đƣợc đo ở các mẫu theo nồng độ 39 Bảng 3.6 Giá trị mật độ quang đƣợc đo ở các mẫu theo pH 39 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 1.1 Lá vàng đƣợc dập mỏng 9 Hình 1.2 Hình ảnh của các hạt nano ở các hình dạng khác nhau. 10 Hình 1.3 Hạt nano vàng dùng trong dẫn truyền thuốc 13 Hình 1.4 Cây nha đam 15 Hình 2.1 Sơ đồ máy UV-VIS 20 Hình 2.2 Máy UV-VIS LAMBDA 25 của hãng PerkinElmer 21 Hình 2.3 Kính hiển vi điện tử truyền qua 22 Hình 2.4 Cấu tạo của súng phóng điện tử. 22 Hình 2.5 Thiết bị sử dụng kĩ thuật EDX tại Viện Dịch tễ Trung ƣơng 24 Hình 2.6 Sơ đồ khối kính hiển vi điện tử 26 Hình 3.1 Ảnh hƣởng của tỉ lệ rắn/lỏng đến quá trình tạo nano vàng 29 Hình 3.2 Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến quá trình tạo nano vàng 30 Hình 3.3 Màu của dịch chiết sau khi tác dụng với dung dịch FeCl3 32 Hình 3.4 Màu của dịch chiết sau khi tác dụng với dung dịch Pb(Ch3COO)2 32 Hình 3.5 Màu của dịch chiết sau khi tác dụng với fomon, HCl đặc và FeCl3 32 Hình 3.6 Màu của vết dịch chiết trên giấy lọc khi hơ qua lọ NH3 đặc 33 Hình 3.7 Ống nghiệm chứa dịch chiết sau khi đƣợc lắc 2 phút 33 Hình 3.8 Màu của dịch chiết sau khi tác dụng với thuốc thử Bouchardat 34 Hình 3.9 Ảnh hƣởng của thể tích dịch chiết đến quá trình tạo nano vàng 35 Hình 3.10 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình tạo nano vàng 37 Hình 3.11 Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch HAuCl4 đến quá trình tạo nano vàng 38 Hình 3.12 Ảnh hƣởng của pH môi trƣờng đến quá trình tạo nano vàng 40 Hình 3.13 Ảnh TEM của mẫu nano vàng tổng hợp 42 Hình 3.14 Phổ EDX của mẫu nano vàng tổng hợp. 42 Hình 3.15 Ảnh SEM của mẫu nano vàng tổng hợp. 42 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong những năm qua, công nghệ nano rất đƣợc quan tâm và phát triển với tốc độ chóng mặt đã làm thay đổi diện mạo của các ngành khoa học. Công nghệ nano đã có những ứng dụng to lớn và hữu ích trong các ngành điện tử, năng lƣợng, y học, mỹ phẩm và nhiều lĩnh vực khác. Việc tổng hợp các hạt có kích thƣớc nano giúp cho việc ứng dụng vào các lĩnh vực khoa học một cách dễ dàng hơn. Các hạt nano thƣờng gặp là nano bạc, nano đồng, nano vàng… và mỗi loại sẽ có ứng dụng riêng của nó trong từng lĩnh vực nghiên cứu. Đối với hạt nano vàng có nhiều ứng dụng tốt trong lĩnh vực y học, hóa mỹ phẩm,….[13][14][15] Với tình hình thực tế, nghiên cứu chiết tách và ứng dụng phƣơng pháp hiện đại để xác định tìm hiểu hạt nano vàng và ứng dụng của nó có nhiều triển vọng và có ý nghĩ về khoa học và thực tiễn. Với những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp nano vàng từ dung dịch HAuCl4 bằng tác nhân khử dịch chiết nƣớc lá cây nha đam” 2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu  Lá cây nha đam (Aloe vera) đƣợc thu mua tại chợ Thanh Khê trên địa bàn thành phố Đà Nẵng. 3. Mục đích nghiên cứu  Xây dựng quy trình tổng hợp nano vàng bằng dung dịch HAuCl4 từ dịch chiết nƣớc lá cây nha đam.  Đƣa ra phƣơng pháp tổng hợp nano vàng bằng phƣơng pháp hóa học xanh. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết:  Thu thập các thông tin, tài liệu liên quan đến đề tài.  Tìm hiểu các phƣơng pháp thực nghiệm sử dụng trong quá trình nghiên cứu.  Xử lý các thông tin về lý thuyết để đƣa ra các vấn đề thực hiện trong quá trình nghiên cứu. 1 Nghiên cứu thực nghiệm:  Phƣơng pháp chiết tách: phƣơng pháp chƣng ninh sử dụng dung môi là nƣớc  Phƣơng pháp phân tích công cụ: phƣơng pháp hấp thụ phân tử (UV-VIS)  Phƣơng pháp đo TEM, EDX, SEM.  Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Đà Nẵng. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài  Nghiên cứu này giúp cho chúng ta hiểu rõ hơn về phƣơng pháp điều chế hạt nano vàng bằng phƣơng pháp hóa học xanh, lành tính, ít độc, ít tốn kém.  Tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn là lá cây nha đam để tổng hợp hạt nano vàng. 6. Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung luận văn gồm 3 chƣơng nhƣ sau: CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ NANO 1.1.1. Khái niệm và nguồn gốc của công nghệ nano a. Khái niệm:[1] Thuật ngữ “công nghệ nano” đƣợc biết đến từ những năm 70 của thế kỉ XX. Chữ nano đƣợc gắn vào trƣớc các đơn vị đo để tạo ra các đơn vị ƣớc giảm đi 1 tỷ lần (10-9). Ví dụ: nano gam = 10-9 g; nano mét = 10-9 m. Công nghệ nano là công nghệ xử lý vật chất ở mức nano mét. Bảng 1.1: So sánh kích thƣớc của một số vật Micromet µm = 10-3m Độ dài sợi tóc Tế bào máu Vi khuẩn E.coli Nanomet nm = 10-9m 80 – 200 80.000- 200.000 4–6 4.000 – 6.000 1 1.000 Ánh sáng thấy đƣợc Virus đậu mùa 400 – 750 0,2-0,3 Đƣờng kính AND 200 – 300 2 1 nguyên tử 0,1 Công nghệ nano bao gồm các vấn đề chính sau đây:  Cơ sở khoa học nano  Phƣơng pháp quan sát và can thiệp ở quy mô nanomet  Chế tạo vật liệu nano  Ứng dụng vật liệu nano b. Nguồn gốc:[2] Cha đẻ của công nghệ nano chính là Richard Feynman. Năm 1959, Feynman có bài phát biểu nổi tiếng “ There is a plenty room at the bottom” (còn những khoảng trống ở cấp vĩ mô). Trong đó, ông cho biết quan điểm về khả năng nghiên cứu và thao tác ở cấp 3 độ nguyên tử. Với tầm nhìn tƣơng lai rằng chúng ta có thể chế tạo, sắp xếp cấu trúc nguyên tử để tạo nên những vật liệu mới và những cấu trúc siêu nhỏ. Mặc dù là ngƣời đề xƣớng ra lý thuyết công nghệ nano, nhƣng vào lúc đó Feynman vẫn chƣa thể tiến hành nghiên cứu và ứng dụng nó vào thực tế. Đến năm 1974, thuật ngữ “công nghệ nano” đƣợc giáo sƣ Norio Taniguchi của Đại học Khoa học Tokyo định nghĩa và sử dụng để đề cập đến khả năng chế tạo cấu trúc vi hình của mạch vi điện tử, mặc dù nó vẫn chƣa đƣợc biết đến rộng rãi. Từ đó, dựa trên tiền đề về công nghệ nano của Feynman, định nghĩa về công nghệ nano đƣợc tiến sĩ K. Eric Drexler khai thác sâu hơn trong cuốn sách “Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology” (1986) và cuốn “Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacring, and Computation”. Từ đây, thuật ngữ công nghê nano bắt đầu trở nên phổ biển, hàng loạt phát minh đã ra đời, phục vụ đắc lực cho cuộc sống.[10] 1.1.2. Cơ sở khoa học của công nghệ nano[2][11] Công nghệ nano chủ yếu dựa trên ba cơ sở khoa học sau:  Chuyển tiếp từ tính chất cổ điển đến tính chất lượng tử Đối với vật liệu vĩ mô gồm rất nhiều nguyên tử, các hiệu ứng lƣợng tử đƣợc trung bình hóa với rất nhiều nguyên tử (1µm3 có khoảng 1012 nguyên tử) và có thể bỏ qua các thăng giáng ngẫu nhiên. Nhƣng các cấu trúc nano có ít nguyên tử hơn thì các tính chất lƣợng tử thể hiện rõ ràng hơn. Ví dụ một chấm lƣợng tử có thể đƣợc coi nhƣ một đại nguyên tử, nó có các mức năng lƣợng giống nhƣ một nguyên tử.  Hiệu ứng bề mặt Khi vật liệu có kích thƣớc nm (nanomet), các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử. Chính vì vậy, các hiệu ứng có liên quan đến bề mặt, gọi tắt là hiệu ứng bề mặt sẽ trở nên quan trọng làm cho tính chất của vật liệu có kích thƣớc nanomet khác biệt so với vật liệu ở dạng khối.  Kích thước tới hạn Các tính chất vật lý, hóa học của các vật liệu đều có một giới hạn về kích thƣớc. Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thƣớc này thì tính chất của nó hoàn toàn bị thay đổi. Ngƣời ta 4 gọi đó là kích thƣớc tới hạn của các tính chất của vật liệu. Ví dụ điện trở của một kim loại tuân theo định luật Ohm ở kích thƣớc vĩ mô mà ta thấy hàng ngày. Nếu ta giảm kích thƣớc của vật liệu xuống nhỏ hơn quãng đƣờng tự do trung bình của điện tử trong kim loại mà thƣờng có giá trị từ vài trăm nm, thì định luật Ohm không còn đúng nữa. Lúc đó điện trở của vật có kích thƣớc nano sẽ tuân theo các quy tắc lƣợng tử. Không phải bất cứ vật liệu nào có kích thƣớc nano đều có tính chất khác biệt mà nó phụ thuộc vào tính chất mà nó đƣợc nghiên cứu. Các tính chất khác nhau nhƣ tính chất điện, tính chất từ, tính chất quang và các tính chất hóa học khác đều có độ dài tới hạn trong khoảng nm. Chính vì thế mà ngƣời ta gọi ngành khoa học và công nghệ liên quan là khoa học nano và công nghệ nano. Bảng 1.2: Độ dài tới hạn của một số tính chất của vật liệu Lĩnh vực Tính chất Bƣớc sóng điện từ 10-100 Quãng đƣờng tự do trung bình không đàn Tính chất điện hồi Hiệu ứng đƣờng ngầm Tính chất từ Tính chất quang Tính siêu dẫn Tính chất cơ Độ dài giới hạn (nm) 1-100 1-10 Độ dày vách đômen 10-100 Quãng đƣờng ngầm 1-100 Hố lƣợng tử 1-100 Độ dài suy giảm 10-100 Độ sâu bề mặt kim loại 10-100 Độ dài liên kết cặp Copper 0,1-100 Độ thẩm thấu Meisner 1-100 Tƣơng tác bất định xứ 1-1000 Biên hạt 1-10 Bán kính khởi động đứt vỡ 1-100 Sai hỏng mầm 0,1-10 Độ nhăn bề mặt 1-10 5 Xúc tác Siêu phân tử Miễn dịch Hình học topo bề mặt 1-10 Độ dài Kuhn 1-100 Cấu trúc nhị cấp 1-10 Cấu trúc tam cấp 10-1000 Nhận biết phân tử 1-10 1.1.3. Ứng dụng của vật liệu nano[2] Trong ngành công nghiệp điện tử hiện nay, những bộ vi xử lý đƣợc làm từ vật liệu nano khá phổ biến trên trị thƣờng, một số sản phẩm nhƣ chuột, bàn phím cũng đƣợc phủ một lớp nano kháng khuẩn. Công nghệ nano cũng đóng góp không nhỏ trong lĩnh vực điện tử, đặc biệt là công nghệ năng lƣợng nhƣ việc chế tạo pin nano trong tƣơng lai có thể có diện tích bề mặt lớn hơn nhiều lần và lƣu trữ đƣợc nhiều điện năng hơn. Bên cạnh đó, công nghệ nano còn ứng dụng trong may mặc với ý tƣởng quần áo có khả năng diệt vi khuẩn gây mùi hôi nhờ áp dụng nano bạc. Một ứng dụng khác của công nghệ nano có thể biến các nguồn năng lƣợng nhƣ gió, năng lƣợng mặt trời và với công nghệ nano có thể biến chiếc áo có thể sạc điện cho chiếc điện thoại thông minh, đây thực sự là ý tƣởng đang trong quá trình thử nghiệm này chắc hẳn sẽ là bƣớc đánh dấu bƣớc phát triển to lớn của công nghệ nano. Công nghệ nano còn giúp lƣu trữ, bảo quản thức ăn tốt hơn nhờ việc tạo các vật liệu thực phẩm có khả năng diệt khuẩn. Không chỉ dừng ở những ứng dụng tiêu biểu của công nghệ nano hiện nay, cho thấy việc phát triển ứng dụng nano trong tƣơng lai đem lại nhiều lợi ích trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau, đồng thời nhận định ứng dụng công nghệ nano là vô hạn. 1.1.4. Các phƣơng pháp tổng hợp vật liệu nano[2][11] Phƣơng pháp từ trên xuống Nguyên lý: dùng kỹ thuật nghiền và biến dạng để biến vật liệu thể khối với tổ chức hạt thô thành cỡ hạt kích thƣớc nano. Đây là các phƣơng pháp đơn giản, rẻ tiền nhƣng rất hiệu quả, có thể tiến hành cho nhiều loại vật liệu với kích thƣớc khá lớn (ứng dụng làm 6 vật liệu kết cấu). Trong phƣơng pháp nghiền, vật liệu ở dạng bột đƣợc trộn lẫn với những viên bi đƣợc làm từ các vật liệu rất cứng và đặt trong một cái cối. Máy nghiền có thể là nghiền lắc, nghiền rung hoặc nghiền quay (còn gọi là nghiền kiểu hành tinh). Các viên bi cứng va chạm vào nhau và phá vỡ bột đến kích thƣớc nano. Kết quả thu đƣợc là vật liệu nano không chiều (các hạt nano). Phƣơng pháp biến dạng đƣợc sử dụng với các kỹ thuật đặc biệt nhằm tạo ra sự biến dạng cực lớn (có thể >10) mà không làm phá hủy vật liệu, nhiệt độ có thể đƣợc điều chỉnh tùy theo từng trƣờng hợp cụ thể, nếu nhiệt độ gia công lớn hơn nhiệt độ kết tinh lại thì đƣợc gọi là biến dạng nóng, còn ngƣợc lại thì đƣợc gọi biến dạng nguội. Kết quả thu đƣợc là các vật liệu nano một chiều (dây nano) hoặc hai chiều (lớp có chiều dày nm). Ngoài ra, hiện nay ngƣời ta thƣờng dùng các phƣơng pháp quang khắc để tạo các cấu trúc nano.[17] Phƣơng pháp từ dƣới lên Nguyên lý: vật liệu nano đƣợc hình thành từ các nguyên tử hoặc ion. Phƣơng pháp từ dƣới lên đƣợc phát triển rất mạnh mẽ vì tính linh động và chất lƣợng của sản phẩm cuối cùng. Hiện nay, đa phần các vật liệu nano đều đƣợc chế tạo từ phƣơng pháp này. Phƣơng pháp từ dƣới lên bao gồm: phƣơng pháp vật lí, phƣơng pháp hóa học, phƣơng pháp kết hợp, phƣơng pháp vi sinh và phƣơng pháp vi nhũ.[16] Phƣơng pháp vật lý: là phƣơng pháp tạo vật liệu nano từ nguyên tử hoặc chuyển pha. Nguyên tử để hình thành vật liệu nano đƣợc tạo ra từ phƣơng pháp vật lý: bốc bay nhiệt ( đốt, phún xạ, phóng điện hồ quang). Phƣơng pháp chuyển pha: vật liệu đƣợc nung nóng rồi cho nguội với tốc độ nhanh để thu đƣợc trạng thái vô định hình, xử lý nhiệt để xảy ra chuyển pha vô định hình- tinh thể (kết tinh) ( phƣơng pháp nguội nhanh). Phƣơng pháp vật lý thƣờng đƣợc dùng để tạo các hạt nano, màng nano, ví dụ: ổ cứng máy tính. Phƣơng pháp hóa học: là phƣơng pháp tạo vật liệu nano từ các ion. Phƣơng pháp hóa học có đặc điểm là rất đa dạng vì tùy thuộc vào vật liệu cụ thể mà ngƣời ta phải thay đổi kỹ thuật chế tạo cho phù hợp. Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể phân loại các phƣơng pháp hóa học thành hai loại: hình thành vật liệu nano từ pha lỏng (phƣơng pháp kết tủa, sol-gel,…) và từ pha khí (nhiệt phân,…). Phƣơng pháp này có thể 7 tạo các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano, bột nano,… Phƣơng pháp kết hợp: là phƣơng pháp tạo vật liệu nano dựa trên các nguyên tắc vật lý và hóa học nhƣ: điện phân, ngƣng tụ từ pha khí,… Phƣơng pháp này có thể tạo các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano,bột nano,… Phƣơng pháp sinh học: là phƣơng pháp sử dụng các vi sinh vật nhƣ nấm, vi khuẩn, vi rút có khả năng khử để khử ion về dạng kim loại. Dƣới tác dụng của những tác nhân này, ion sẽ chuyển thành hạt nano. 1.2. HẠT NANO VÀNG 1.2.1. Giới thiệu về kim loại vàng[5] a. Tổng quát: Vàng là tên nguyên tố hoá học có ký hiệu Au và số thứ tự nguyên tử 79 thuộc nhóm 11 chu kì 6 trong bảng tuần hoàn, có cấu hình electron là [Xe]4f145d106s1. Là kim loại chuyển tiếp (hoá trị 3 và 1) mềm, dễ uốn, dễ dát mỏng, màu vàng và chiếu sáng. Vàng không phản ứng với hầu hết các hoá chất nhƣng lại chịu tác dụng của nƣớc cƣờng toan (3HCl + HNO3) để tạo thành axit cloroauric, cũng nhƣ chịu tác động của dung dịch xyanua của các kim loại kiềm. Kim loại này có ở dạng quặng hoặc hạt trong đá và trong các mỏ bồi tích và là một trong số kim loại đúc tiền. Vàng đƣợc dùng làm một tiêu chuẩn tiền tệ ở nhiều nƣớc và cũng đƣợc sử dụng trong các ngành trang sức, nha khoa và điện tử. [18][19] b. Tính chất vật lý: Vàng là nguyên tố kim loại có màu vàng khi thành khối, nhƣng có thể có màu đen, hồng ngọc hay tía khi đƣợc cắt nhuyễn. Nó là kim loại dễ uốn, dát nhất; thực tế 1 gam vàng có thể đƣợc dập thành tấm 1m2. Lá vàng có thể bị dập đủ mỏng để trở thành bán trong suốt. Ánh sáng truyền qua có màu xanh lục, vì vàng phản chiếu mạnh mẽ với màu vàng và màu đỏ. Những tấm lợp bán trong suốt cũng phản chiếu mạnh ánh sáng hồng ngoại làm cho chúng trở nên hữu ích nhƣ tấm tia hồng ngoại trong các tấm lót của những bộ đồ chịu nhiệt và mặt nạ che mặt trời cho không gian. [9] 8 Vàng có tính dẫn nhiệt và điện tốt (chỉ kém bạc và đồng), không bị tác động bởi không khí và phần lớn hóa chất. Vàng là kim loại mềm, thƣờng tạo hợp kim với nhiều kim loại khác làm cho nó cứng hơn; hợp kim vàng với đồng có màu đỏ; hợp kim vàng với sắt có màu xanh lá; hợp kim vàng với nhôm có màu tía; hợp kim vàng với bạch kim có màu trắng. Mật độ: 19,3g/cm3 (ở 0oC, 101 kPa) Hình 1.1. Lá vàng được dập mỏng c. Tính chất hóa học:  Trong không khí vàng không bị biến đổi, vàng chỉ phản ứng với halogen khô khi đun nóng. Vàng tan trong dung dịch HCl đặc bão hòa Clo hoặc trong dung dịch nƣớc cƣờng toan do tác dụng của clo nguyên tử Au + HNO3 +4HCl = HAuCl4+ 2H2O + NO  Vàng tan trong dung dich xyanua bazo khi có mặt oxy. Khi không có mặt chất oxy hóa, vàng bền với kiềm.  Số oxi hóa của vàng trong các hợp chất của nó thay đổi từ -1 đến +5, nhƣng Au(I) và Au(III) là phổ biến nhất. Trạng thái oxi hóa thƣờng gặp của vàng là +1 và +3 9
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan