Nghiên cứu điều chế nano hợp kim AU-AG trên nền dextran

Trong bài viết này, vật liệu nano hợp kim vàng-bạc(Au-AgNPs) được tổng hợp bằng phương pháp khử hóa học sử dụng dextran làm chất khử đồng thời là chất bảo vệ. Các thông số ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp nano hợp kim vàng-bạc như: Tỉ lệ nồng độ Chloroauric acid và bạc sulfate pentahydrate, nồng độ dextran, nhiệt độ và thời gian của hệ phản ứng đã được nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu điều chế nano hợp kim AU-AG trên nền dextranTẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số 2 (2020) NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ NANO HỢP KIM AU-AG TRÊN NỀN DEXTRAN Tôn Nữ Mỹ Phương*, Nguyễn Thị Thanh Hải, Trần Thái Hòa Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế * Email: myphuong1705@gmail.com Ngày nhận bài: 5/3/2020; ngày hoàn thành phản biện: 18/3/2020; ngày duyệt đăng: 02/4/2020 TÓM TẮT Trong bài báo này, vật liệu nano hợp kim vàng-bạc(Au-AgNPs) được tổng hợp bằng phương ph{p khử hóa học sử dụng dextran làm chất khử đồng thời là chất bảo vệ. Các thông số ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp nano hợp kim vàng-bạc như: tỉ lệ nồng độ Chloroauric acid và bạc sulfate pentahydrate, nồng độ dextran, nhiệt độ và thời gian của hệ phản ứng đã được nghiên cứu. Sự hình thành các hạt Au-AgNPs với hình thái, cấu trúc sau khi tổng hợp được phân tích bởi phổ tử ngoại khả kiến (UV–Vis), kính hiển vi điện tử quét (SEM,) phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX). Từ khóa: dextran, nano hợp kim vàng-bạc, phương ph{p khử hóa học.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Vật liệu kim loại nano (NPs) đã v| đang nhận được sự quan t}m đặc biệt củacác nhà khoa học trong v| ngo|i nước bởi những tính chất ưu việt như: tính chấtquang, tính chất điện, tính chất từ, tính chất cơ, tính chất xúc tác [1]. Ngày nay, nhiềuhạt nano từ các kim loại quý như Au, Ag v| Pt đã được nghiên cứu và ứng dụng rộngrãi do chúng bền và dễ sử dụng trong không khí [2]. Các hạt nano bạc có diện tích bềmặt lớn, có hiệu quả cao và với giá thành phù hợp đã được sử dụng rộng rãi như c{ctác nhân kháng khuẩn trong ngành công nghiệp y tế, thực phẩm và các ứng dụng môitrường [3]. Bên cạnh đó, hạt kim loại có kích thước nano như v|ng cũng có tính khángkhuẩn cao đối với vi sinh vật nên thể hiện tác dụng diệt khuẩn mạnh mẽ trên vi khuẩn[4]. Bằng cách kết hợp hai kim loại với nhau tạo thành hợp kim để các thuộc tính có thểkết hợp một cách tối ưu nhất v| được điều chỉnh bằng kích thước hoặc thành phần củacác hạt. Vàng và bạc đều có cấu trúc fcc với các thông số mạng tương ứng là 0,408 và0,409 nm. Theo quy tắc Hume-Rothery, độ hòa tan rắn đòi hỏi một hằng số mạngkhông đổi (≤ 15%) v| cấu trúc tinh thể giống hệt nhau của hai nguyên tố. Bởi vì Au vàAg đ{p ứng các quy tắc này, chúng có thể hình thành một khối hợp kim vững chắc [5]. 79Nghiên cứu điều chế nano hợp kim Au-Ag trên nền dextranVì vậy, hiện nay, việc sử dụng hợp kim Au-AgNPs như một tác nhân kháng khuẩn đãđược phát triển cho chúng ta một cách tiếp cận đầy hứa hẹn trong lĩnh vực công nghệnano [6]. Các hạt nano được bọc bởi c{c polymer được thử nghiệm với các loài vikhuẩn kh{c nhau để đ{nh gi{ hiệu quả kháng khuẩn của chúng [7]. Trong bối cảnhn|y, chúng tôi đã đề xuất phương ph{p khử hóa học đơn giản, nhanh chóng và hiệuquả để tổng hợp vật liệu hợp kim Au-AgNPs có thể điều chỉnh kích thước và hìnhdạng của hạt nano bằng các thông số thực nghiệm. Trong phạm vi bài báo này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp hợp kimAu-AgNPs bằng phương ph{p khử hóa học. Qu{ trình được thực hiện bằng phản ứngkhử Ag2SO4·5H2O và HAuCl4.3H2O trong dung môi nước, dextran là chất khử đồngthời là chất bảo vệ. Kích thước hạt được điều chỉnh bởi các thông số như tỉ lệ hàmlượng chất tham gia, nhiệt độ và thời gian phản ứng.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Hóa chất Muối bạc sulfate pentahydrate (Ag2SO4·5H2O, độ tinh khiết 98%, Merck),Chloroauric acid (HAuCl4. 3H2O, 99%, Merck), ammoni hydrate (NH4OH, 25-28%,Meck), dextran (Canada) và ethanol ( C2H5OH, 98%, Meck) được sử dụng trực tiếpkhông qua tinh chế.2.2. Các phương pháp đặc trưng vật liệu Phổ hấp thụ UV-Vis của các dung dịch keo Au-AgNPs/dextran được đo trênmáy quang phổ UV-is Jasco-V630, Nhật Bản. Ảnh hiển vi điện tử quét được chụp bằngmáy JMS, 5300LV và thành phần nguyên tố được x{c định bằng phương ph{p ph}ntích tia X tán sắc điện tử (EDX).2.3. Thực nghiệm Dung dịch Au3+ được chuẩn bị bằng cách cân 0,985 gam HAuCl4.3H2O (M =393,83 đvC) pha trong nước cất 2 lần v| định mức đến 50 mL thu được dung dịch Au3+nồng độ 50 mM. Lấy 1 ml dung dịch HAuCl4 50 mM pha trong nước cất 2 lần v| địnhmức đến 50 ml thu được dung dịch 1 là dung dịch HAuCl4 nồng độ 1 mM. Dung dịch Ag+ được chuẩn bị gồm 4,018 gam Ag2SO4 .5H2O (M = 401,80 đvC)pha trong nước cất 2 lần v| định mức đến 500 mL thu được dung dịch Ag+ nồng độ 20mM. Lấy 5 mL dung dịch Ag2SO4.5H2O 20mM và 2 ml NH4 OH 5% pha trong nước cất2 lần v| định mức đến 100 mL thu được dung dịch 2 là dung dịch [Ag(NH3)4]SO4 nồngđộ 1 mM. Việc pha dung dịch Ag+ dưới dạng phức với NH3 để tránh hiện tượng kếttủa của Ag+ và Cl- của dung dịch chloroauric acid trong giai đoạn hình thành nano hợpkim vàng-bạc. 80TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số 2 (2020) Dung dịch 3 được chuẩn bị gồm 5 gam dextran được khuấy trong 50ml nướccất 2 lần cho đến khi tan ho|n to|n v| định mức đến 100 mL thu được dung dịchdextran 5%. Lấy tỉ lệ thể tích dung dịch 1 và dung dịch 2 từ 10:0 đến 0:10 được hòa tan hoànto|n v|o nhau dưới dòng khuấy mạnh. Sau đó nhỏ từ từ dung dịch dextran 5% để thựchiện phản ứng ở nhiệt độ 90oC trong 30 phút thu được dung dịch keo nano hợp kimvàng-bạc. Dung dịch được kết tủa bằng ethanol, ly tâm lấy phần rắn nung ở 350oC trong 4giờ thu được vật liệu rắn AgNPs v| được đặc trưng bằng các phương ph{p như giảnđồ nhiễu xạ XRD, ảnh TEM và phổ EDX.3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ nồng độ chloroauric acid và bạc sulfate pentahydrate. ...