Đề tài Nghiên cứu quy trình tổng hợp hạt nano bạc hình thành vật liệu nanocompozit bằng phương pháp khử hóa học ion Ag+ trong môi trường polyvinylancol (PVA)Ag/PVA.

Ngày nay, khoa học và công nghệ nano được xem là lĩnh vực công nghệ mới. Ngành khoa học này phát triển rất nhanh chóng chế tạo ra vật liệu có kích thước rất bé (trong khoảng từ 0.1 – 100nm ). Loại vật liệu này có nhiều tính chất mới lạ do hiệu ứng kích thước. Chế tạo hạt nano có kích thước theo yêu cầu và phân bố hẹp là mục tiêu của các công trình nghiên cứu. Vì, trong vật liệu nano thông số kích thước là rất quan trọng ảnh hưởng đến đặc tính của chúng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài Nghiên cứu quy trình tổng hợp hạt nano bạc hình thành vật liệu nanocompozit bằng phương pháp khử hóa học ion Ag+ trong môi trường polyvinylancol (PVA)Ag/PVA. Đề tài Nghiên cứu quy trình tổng hợp hạt nano bạc hình thành vật liệunanocompozit bằng phương pháp khử hóa học ion Ag+ trong môi trường polyvinylancol (PVA)Ag/PVA. -1- MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay, khoa học và công nghệ nano được xem là lĩnh vực công nghệ mới.Ngành khoa học này phát triển rất nhanh chóng chế tạo ra vật liệu có kích thước rất bé(trong khoảng từ 0.1 – 100nm ). Loại vật liệu này có nhiều tính chất mới lạ do hiệu ứngkích thước. Chế tạo hạt nano có kích thước theo yêu cầu và phân bố hẹp là mục tiêu của cáccông trình nghiên cứu. Vì, trong vật liệu nano thông số kích thước là rất quan trọng ảnhhưởng đến đặc tính của chúng do sự thay đổi diện tích tiếp xúc bề mặt. Ở kích thước nano, bạc tăng hoạt tính sát khuẩn lên gấp 50000 lần so với ở kíchthước ion. Các hạt nano bạc tiêu diệt tất cả các bệnh nhiễm nấm, vi khuẩn và vi rút, kể cảcác chủng vi khuẩn kháng sinh. Tuy nhiên, không phải các loại thuốc kháng sinh đều cóhiệu quả đối với tất cả các loại vi khuẩn. Ngoài ra, nghiên cứu còn chỉ ra rằng, vi khuẩnkhông thể phát triển bất kỳ khả năng miễn dịch nào đối với bạc. Bạc xuất hiện một cáchtự nhiên, không độc, không dị ứng, không tích tụ và vô hại đối với cả động vật hoang dãvà môi trường. Bạc, và các trạng thái oxi hóa của nó (Ag0, Ag+, Ag 2+ , và Ag 3+ ) đã được thừanhận khả năng ngăn chặn sự ảnh hưởng của nhiều loại vi khuẩn và vi sinh vật thường cómặt trong y học và công nghiệp. Là một trong những vật liệu có hoạt tính khử trùng, diệtkhuẩn mạnh và ít độc tính với mô động vật [29]. Việc kết hợp giữa các loại polymer với các hạt nano Ag nhằm mục đích tạo ra mộtloại vật liệu mới, khai thác những tính chất vật lý, hóa học, sinh học, đặc thù. Ví dụ: mộtsố tính chất quang, nhiệt, điện ,từ tính, hay xúc tác... Vì vậy, hạt nano kim loại có khảnăng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như bán dẫn, xúc tác, vật lý lượng tử, y học, sinh học,mội trường, công nghệ hóa học, công nghệ thực phẩm và bao bì,…[30]. Polyvinylancol sử dụng để tạo nanocomzit bởi tính công nghệ thuận lợi như: dễ giacông, ổn định tốt đối với các hạt kim loại nhỏ, nó có tác dụng bảo vệ cũng như ngăn ngừasự kết tụ và lắng đọng [30]. -2-2. Cơ sở khoa học của đề tài: Đề tài được tiến hành dựa trên các kết quả nghiên cứu tổng hợp nano bạc và thửnghiệm hiệu lực diệt vi khuẩn, nấm bệnh của chúng bởi các công trình đã công bố. Hiện nay, nano bạc được chế tạo bằng nhiều phương pháp. Trong đó có phươngpháp khử hóa học trong môi trường polyme hình thành vật liệu nanocompozit. Sản phẩmcó khả năng tiêu diệt vi khuẩn, nấm bệnh và vi rút cao.3. Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu quy trình tổng hợp hạt nano bạc hình thành vật liệu nanocompozitbằng phương pháp khử hóa học ion Ag+ trong môi trường polyvinylancol (PVA)Ag/PVA.Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới kích thước và sự phân bố của hạt nano bạc, nghiên cứucác tính chất hóa lý đặc thù của vật liệu.4. Nội dung nghiên cứu: Nội dung của luận án bao gồm: - Bằng phương pháp khử hóa học xây dựng quy trình tổng hợp nanocompozitAg/PVA với chất khử hydrazin hydrat và sử dụng natri citrat như là tác nhân trợ phân bốtới sự hình thành hạt nano bạc. - Khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng AgNO3, natri citrat tới kích thước và sựphân bố của hạt nano bạc trong nanocompozit. - Nghiên cứu các tính chất hóa lý của vật liệu: tính chất quang học, cấu trúc, kíchthước và sự phân bố của hạt nano bạc, tính chất nhiệt của vật liệu.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Kết quả của luận án sẽ là cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo của việcchế tạo hạt nano kim loại bằng phương pháp khử hóa học. Các kết quả của luận án cũng làcơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng tiếp theo của nano bạc như chất sát khuẩn trong y tế,môi trường, thực phẩm, xúc tác hóa học, chất trừ nấm bệnh trong nông nghiệp… -3- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1. Tổng quan 1.1.1. Compozit [1] Vật liệu compozit hay compozitlà vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khácnhau tạo nên vật liệu mới có tính năng hơn hẳn các vật liệu ban đầu, khi những vật liệunày làm việc riêng rẽ. Những thành phần của vật liệu nanocompozit bao gồm: Thứ nhất, thành phần cốt(các sợi, hạt...) nhằm đảm bảo compozit có những tính năng cơ học cần thiết. Thứ hai,thành phần nền kết dính nhằm đảm bảo cho sự liên kết và làm hài hòa giữa các thànhphần của compozit với nhau. Khả năng khai thác của vật liệu compozit phụ thuộc trướchết vào đặc tính cơ, lý, hóa của các thành phần, cấu trúc phân bố của vật liệu cốt cũng nhưđộ bền vững liên kết giữa nền và cốt. Thông thường, thành phần cốt đảm bảo cho vật liệu compozit có độ cứng độ bềncơ học cao. Còn chất liệu nền không những đảm bảo cho các thành phần compozit liên kếthoài hòa với nhau đảm bảo tính liền khối của vật liệu, tạo ra kết cấu compozit phân bố lạichịu tải khi một phần cốt đã bị đứt gãy để đảm bảo tính liên tục của kết cấu mà chất liệunền cũng chịu một phần lớn khả năng chịu nhiệt chịu ăn mòn của vật liệu và cũng chínhvật lệu nền là cơ sở để xác định phương thức công nghệ chế tạo sản phẩm. Ngoài hai thành phần cơ bản trên thì trong vật liệu compozit còn có các phụ giakhác như chất xúc tác, chất xúc tiến, chất tạo màu... Vật liệu composite có nhiều tính năng tốt là nhẹ, bền, cơ tính cao, chịu nhiệt, chịuhóa chất và giá thành phù hợp nên được sử dụ ...