Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học Vật liệu: Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và oxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và oxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường" nhằm chế tạo được vật liệu nano lai Ag/GO bằng phương pháp thủy nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau. Chế tạo cảm biến QCM trên cơ sở vật liệu nano lai Ag/GO; Thử nghiệm sử dụng vật liệu nano lai Ag/GO phát hiện thuốc trừ sâu Tricyclazole trong nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học Vật liệu: Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và oxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ VĂN CÁT Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nanobạc và oxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường Ngành: Khoa học Vật liệu Mã số: 9440122 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2021 1 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1: TS. VŨ NGỌC PHAN 2: PGS. TS. NGUYỄN VĂN QUY Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3:Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩcấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ……… Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam 2 A. GIỚI THIỆU1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay, khoa học và công nghệ nano đang thu hút sự chú ý của cácnhà khoa học trên thế giới, do vật liệu nano có nhiều tính chất mới lạ. Vậtliệu nano có tiềm năng ứng dụng trong cảm biến, môi trường, xúc tác và ysinh. Trong các vật liệu nano thì các hạt nano kim loại quý, đặc biệt là cáchạt nano bạc (Ag) thu hút được sự quan tâm lớn, vì chúng có tính chất vậtlý, hóa học, y sinh độc đáo. Các hạt nano Ag có độ dẫn điện và dẫn nhiệtcao, ổn định hóa học, có tính kháng khuẩn và diệt nấm phổ rộng. Hơn nữacác hạt nano Ag có hiệu ứng plasmon bề mặt, có khả tăng cường tán xạRaman bề mặt, tính chất này chính là nguyên tắc làm việc của cảm biếnSERS (Surface Enhanced Raman Scattering Sensor). Vật liệu graphen ôxit (GO) là vật liệu nano mới, có cấu trúc tương tựnhư tấm graphene. Khác với graphen ở chỗ, vật liệu GO được gắn rấtnhiều các nhóm chức chứa oxy như nhóm epoxy, hydroxyl, carbonyl vàcarboxyl trên bề mặt của mặt phẳng và các cạnh của các nguyên tử cácbon. Các nhóm chức trên GO đóng vai trò quan trọng trong tính chất điện,tính chất quang và khả năng hấp phụ các phân tử khí, do đó vật liệu GOcó tính chọn lọc và nhạy cảm với các chất phân tích. Đã có nhiều công bốsử dụng vật liệu GO trong việc chế tạo các cảm biến khí phát hiện SO2,NH3, NO2 và khí H2. Các hạt nano Ag tồn tại nhược điểm là bị kết tụ ở các kích thước nhỏlàm giảm khả năng kháng khuẩn của hạt nano Ag. Để khắc phục nhượcđiểm này, nhiều nhóm nghiên cứu tiến hành tổng hợp vật liệu nano laigiữa các hạt nano Ag và GO(Ag/GO). Theo báo cáo trước đó, tính chấtkháng khuẩn và tính chất xúc tác của các hạt nano Ag, đã được tăngcường khi được kết hợp với GO. Vật liệu nano lai cho thấy có nhiều tínhchất ưu việt hơn các vật liệu riêng lẻ. Tính chọn lọc và độ nhạy của cảmbiến khí dựa trên GO cũng được cải thiện khi lai với các vật liệu khác.Việc bổ sung các hạt nano kim loại đã làm cho GO tăng cường tính chọnlọc và độ nhạy đối với các chất phân tích. Trên thế giới vật liệu nano lai Ag/GO đã được nghiên cứu chủ yếutheo hai hướng là tăng cường tính kháng khuẩn và tăng cường tán xạRaman bề mặt. Năm 2013, Das cùng các cộng sự tổng hợp được vật liệunano lai Ag/ GO, ứng dụng trong diệt khuẩn. Năm 2019, EbrahimMahmoudi cùng các cộng sự, đã gắn thành công hạt nano Ag lên các tấmGO. Vật liệu nano lai Ag/GO cho thấy có tính diệt khuẩn mạnh nổi trội sovới hạt nano Ag và GO riêng lẻ. 1 Trong cảm biến quang SERS, năm 2011 Gang Lu và các cộng sự đãchứng tỏ vật liệu nano lai Ag/GO có khả năng phát hiện DNA và proteinvới độ nhạy rất cao, nhờ hiệu ứng tăng cường tán xạ Raman bề mặt(SERS). Năm 2014, Xueying Li và nhóm của mình đã khẳng định tổ hợphạt nano Ag và graphene có khả năng tăng cường hiệu ứng SERS. Năm2015, Kaihang Chen và các cộng sự đã chế tạo thành công vật liệu nanolai, tổ hợp giữa hạt nano Ag và chistosan, vật liệu này có hiệu ứng tăngcường tán xạ Raman cao hơn hạt nano Ag riêng lẻ. Họ đã sử dụng tínhchất này để phát hiện thuốc trừ sâu Tricyclazole trong nước với nồng độthấp 50 ppb. Ngoài ra còn có nhiều nghiên cứu của các nhóm, SoumenDutta đã chế tạo thành công vật liệu nano lai Ag/GO, ứng dụng để pháthiện ion urani bằng SERS. S.Lin và các cộng sự cũng tổng hợp vật liệuhạt nano Ag kết hợp với GO bằng phương pháp thủy nhiệt với tiền chấtAg2CO3, ứng dụng cho cảm biến SERS. Tại Việt Nam, các nghiên cứu về vật liệu lai giữa hạt nano Ag với GOđã được nhiều nhóm quan tâm nghiên cứu. Năm 2014, TS.Trần QuangTrung cùng đồng nghiệp đã tổng hợp thành công vật liệu nano lai Ag/GO,vật liệu sử dụng trong cảm biến nhạy khí NH3 cho độ nhạy và độ chọn lọccao. Năm 2014, GS.TS Lê Anh Tuấ ...