Nghiên cứu biến tính điện cực bởi vật liệu composite ứng dụng phân tích thuốc kháng sinh trong môi trường nước

` BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN VÕ THỊ HOA TRÂM NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH ĐIỆN CỰC BỞI VẬT LIỆU COMPOSITE ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH THUỐC KHÁNG SINH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

VÕ THỊ HOA TRÂM

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH ĐIỆN CỰC BỞI VẬT LIỆU COMPOSITE ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH THUỐC KHÁNG SINH

TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

Bình Định 2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

VÕ THỊ HOA TRÂM

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH ĐIỆN CỰC BỞI VẬT LIỆU COMPOSITE ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH THUỐC KHÁNG SINH

TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Chuyên ngành: Hóa lí thuyết và Hóa lí

Mã số: 8440119

Người hướng dẫn 1: TS Nguyễn Thị Liễu Người hướng dẫn 2: PGS TS Nguyễn Thị Diệu Cẩm

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện dưới sự

hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Thị Liễu và PGS TS Nguyễn Thị Diệu Cẩm

Các số liệu, kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này trung thực và chưa từng công bố dưới bất cứ hình thức nào

Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Học Viên

Võ Thị Hoa Trâm

LỜI CẢM ƠN

Để giúp em hoàn thành việc nghiên cứu và hoàn tất luận văn ngoài sự nỗ lực của bản thân trong đó còn có sự giúp đỡ của quý Thầy, Cô, gia đình và bạn bè Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành của mình đến những người đã giúp đỡ em hoàn thành luận văn

Lời cảm ơn chân thành đầu tiên, em xin được gửi đến TS Nguyễn Thị Liễu và PGS

TS Nguyễn Thị Diệu Cẩm, giảng viên khoa Khoa học Tự nhiên trường Đại học Quy

Nhơn, đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em hoàn thành luận văn Em sẽ luôn ghi nhớ

và tri ân những đóng góp, chỉ dạy và đặc biệt là sự quan tâm của hai Cô trong suốt thời gian thực hiện luận văn này

Xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến quý Thầy, Cô giáo khoa Khoa học Tự nhiên trường Đại học Quy Nhơn đã tạo điều kiện cho em có một môi trường học tập, nghiên cứu khoa học trong thời gian làm luận văn

Cuối cùng, xin cảm ơn cha, mẹ và bạn bè đã luôn động viên tinh thần, tạo điều kiện,

hỗ trợ em trong thời gian thực hiện luận văn

Xin chân thành cảm ơn!

Bình Định, tháng 8 năm 2022

Xác nhận của Chủ tịch

Hội đồng

Xác nhận của GV phản biện

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về graphite, graphene oxide và graphene oxide bị khử 4

1.1.1 Tổng quan về graphite 4

1.1.2 Tổng quan về graphene oxide 4

1.1.2.1 Đặc điểm cấu trúc của graphene oxide (GO) 4

1.1.2.2 Phương pháp tổng hợp 6

1.1.2.3 Tính chất 6

1.1.3 Tổng quan về graphene oxide bị khử 7

1.1.3.1 Đặc điểm cấu trúc của graphene oxide bị khử (rGO) 7

1.1.3.2 Phương pháp điều chế 8

1.1.4 Giới thiệu vật liệu ferrite spinel 8

1.1.5 Giới thiệu về composite MFe2O4/rGO và ứng dụng 9

1.2 Tổng quan về kháng sinh 10

1.2.1 Khái niệm về kháng sinh 10

1.2.2 Tình hình sử dụng kháng sinh ở Việt Nam 11

1.2.3 Tổng quan về kháng sinh amoxicillin 12

1.2.3.1 Đặc điểm và tính chất của amoxicillin 12

1.2.3.2 Dược lý và cơ chế tác dụng 14

1.2.3.3 Dược động học 14

1.2.4 Tổng quan về tình hình nuôi trồng thủy hải sản đặc biệt là nuôi tôm ở Việt Nam nói chung và Bình Định nói riêng 15

1.3 Các phương pháp phân tích thuốc kháng sinh 17

1.3.1 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao 17

1.3.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis 18

1.3.3 Phương pháp điện di mao quản 18

1.3.4 Phương pháp phân tích điện hóa 19

1.4 Một số điện cực làm việc trong phương pháp phân tích điện hóa 19

1.5 Đánh giá tổng quan về tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài 24

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 25

2.1 Thiết bị và dụng cụ 25

2.2 Hóa chất 26

2.3 Tổng hợp vật liệu 26

2.3.1 Tổng hợp GO 26

2.3.2 Tổng hợp rGO 27

2.3.3 Tổng hợp CoFe2O4 theo phương pháp thủy nhiệt 27

2.3.4 Tổng hợp composite CoFe2O4/rGO 27

2.4 Các phương pháp đặc trưng vật liệu 27

2.4.1 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 27

2.4.2 Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) 28

2.4.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 28

2.4.4 Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ (BET) 28

2.4.5 Phương pháp quang phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy IR) 29 2.5 Nghiên cứu chế tạo điện cực làm việc 29

2.5.1 Chuẩn bị vật liệu chế tạo điện cực 29

2.5.2 Qui trình chế tạo điện cực làm việc 29

2.6 Các phép đo điện hoá 30

2.7 Đánh giá độ tin cậy của phương pháp và xử lý số liệu thực nghiệm 31

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 Đặc trưng vật liệu 35

3.1.1 Kết quả đo phổ FT-IR 35

3.1.2 Hình thái học bề mặt vật liệu 36

3.1.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu CoFe2O4/rGO 37

3.1.4 Phổ tán xạ năng lượng tia X của CoFe2O4/rGO 37

3.1.5 Đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ 38

3.2 Đặc trưng tính chất điện cực 39

3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của lượng vật liệu biến tính (%) CoFe2O4/rGO 39

3.2.2 Tính chất khuếch tán và độ thuận nghịch của phản ứng điện hóa trên điện cực biến tính bởi composite CoFe2O4/rGO 40

3.2.3 Cường độ dòng đỉnh hòa tan của Amx trên các điện cực biến tính so với điện cực nền 43

3.3 Ứng dụng của điện cực biến tính bởi composite CoFe2O4/rGO trong việc xác định Amx bằng phương pháp Von-Ampe hoà tan anot sóng vuông 44

3.3.1 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu Von-Ampe hoà tan của Amx 44

3.3.1.1 Ảnh hưởng của pH 44

3.3.1.2 Ảnh hưởng của biên độ xung 46

3.3.1.3 Ảnh hưởng của tốc độ quét thế 48

3.3.1.4 Ảnh hưởng của thời gian làm giàu (tdep) 49

3.3.1.5 Ảnh hưởng của một số chất cản trở 51

3.3.2 Khảo sát thời gian sống của điện cực 52

3.3.3 Độ lặp lại 53

3.3.4 Độ đúng của phương pháp 54

3.3.5 Khoảng tuyến tính 54

3.3.6 Xác định giới hạn phát hiện 56

3.3.7 Ứng dụng phân tích mẫu thực 56

3.3.7.1 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 56

3.3.7.2 Kết quả phân tích một số mẫu nước thải nuôi tôm ở Bình Định 58

KẾT LUẬN 60

KIẾN NGHỊ 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 67

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ASV Anodic stripping voltammetry Von-Ampe hòa tan anot

AOAC Association of Official

Analytical Chemists

Hiệp hội các nhà hóa phân

tích chính thống

EDX Energy Dispersive X-ray

HPLC High performance liquid

chromatography

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

MWCNT Multi-walled carbon nanotubes Ống carbon nano đa tường

VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT

RSD Relative standard deviation Độ lệch chuẩn tương đối

SEM Scanning electron microscope Ảnh hiển vi điện tử quét

SWASV Square wave anodic stripping

Thời gian làm giàu

UV- Vis UltraViolet-visible Quang phổ hấp thụ phân tử

WHO World Health Organization Tổ chức Y tế thế giới

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng phân loại kháng sinh theo cấu trúc hóa học 11

Bảng 3.1 Các thông số đặc trưng của CoFe2O4 và CoFe2O4/rGO 38

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của lượng vật liệu biến tính (%) CoFe2O4/rGO đến Ip Amx 39

Bảng 3.3 Kết quả tỉ lệ dòng píc anot và catot (Ipa/Ipc) theo sự thay đổi tốc độ quét thế trên điện cực biến tính bởi composite CoFe2O4/rGO 42

Bảng 3.4 Diện tích hoạt động điện hóa của các điện cực 42

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của pH đến Ip của Amx 44

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của biên độ xung đến Ip của Amx 47

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của tốc độ quét thế (v) đến Ip của Amx 48

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của thời gian làm giàu (tdep) đến Ip của Amx 49

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của một số chất có thể gây cản trở đến phép đo xác định Amx 51

Bảng 3.10 Giá trị trung bình của Ip, RSD; ½ RSDHorwitz 53

Bảng 3.11 Kết quả khảo sát độ đúng của phương pháp 54

Bảng 3.12 Xây dựng đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính của I và C 55

Bảng 3.13 Kết quả phân tích một số mẫu nước thải nuôi tôm ở Bình Định bằng phương pháp SWASV trên điện cực biến tính bởi CoFe2O4/rGO và phân tích đối chứng với HPLC 58

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể của graphite 4

Hình 1.2 Sơ đồ tạo graphene oxide từ graphite 5

Hình 1.3 Obitan lai hóa của các nguyên tử carbon trong graphene 7

Hình 1.4 Cấu trúc tinh thể của ferrite spinel 9

Hình 1.5 Công thức cấu tạo của amoxicillin 13

Hình 1.6 Ảnh SEM của điện cực GCE biến tính bởi composite graphene với poly (alizarin red) (A) và đường đo CV của Cip trên điện cực poly (alizarin red) /graphene/GCE (B) 22

Hình 1.7 Ảnh SEM của điện cực CPE biến tính bởi composite graphene-CoFe2O4 và đường đo SWVs xác định codeine (Co) và acetaminophen (Ac) trong mẫu thuốc và mẫu máu sử dụng điện cực graphene-CoFe2O4/CPE 23

Hình 2.1 Hệ thống thiết bị phân tích điện hóa đa năng CPA-HH5 25

Hình 2.2 Một số hình ảnh chuẩn bị điện cực làm việc 30

Hình 3.1 Phổ FT-IR của graphene oxide (GO) và graphene oxide bị khử (rGO) 35

Hình 3.2 Phổ FT-IR của mẫu CoFe2O4/rGO 36

Hình 3.3 Ảnh SEM của rGO (a-c) và CoFe2O4/rGO (d –f) ở các độ phóng đại khác nhau 36

Hình 3.4 Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu CoFe2O4/rGO 37

Hình 3.5 Phổ EDX của composite CoFe2O4/rGO 38

Hình 3.6 Đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 ở 77 K của CoFe2O4/rGO 38

Hình 3.7 Ảnh hưởng của lượng vật liệu biến tính CoFe2O4/rGO (%) đến Ip Amx 40 Hình 3.8 Đường CV của điện cực biến tính bởi composite CoFe2O4/rGO

trong 41

dung dịch K3[Fe(CN)6] 5 mM/ PBS 0,2 M pH=7 theo sự tăng dần của tốc độ quét 41

Hình 3.9 Đường CV của điện cực nền (graphite+paraffin); (điện cực nền + CoFe2O4) và (điện cực nền + CoFe2O4/rGO) trong dung dịch K3[Fe(CN)6] 5 mM pha trong đệm PBS 0,2 M, pH = 7, tốc độ quét thế 0,1 V/s 42

Hình 3.10 Đường SWASV của Amx trên các điện cực biến tính so với điện cực nền 43

Hình 3.11 Đường SWASV của Amx ở các pH khác nhau 45

Hình 3.12 Ảnh hưởng của pH đến Ip của Amx 45

Hình 3.13 Đường SWASV của Amx ở các biên độ xung khác nhau 47

Hình 3.14 Ảnh hưởng của biên độ xung đến Ip của Amx 47

Hình 3.15 Đường SWASV của Amx ở các tốc độ quét thế khác nhau 48

Hình 3.16 Đường SWASV của Amx ở các tốc độ quét khác nhau 49

Hình 3.17 Đường SWASV của Amx 10 µM ở các thời gian làm giàu khác nhau 50

Hình 3.18 Ảnh hưởng của tdep đến Ip của Amx 50

Hình 3.19 Tỷ lệ phần trăm cường độ dòng đỉnh hòa tan (Ip) của amoxicillin sau 30 ngày đo 52

Hình 3.20 Đường SWASV lặp lại của Amx trên các điện cực biến tính bởi composite CoFe2O4/rGO (n=3) 53

Hình 3.21 Đường SWASV ghi đo xây dựng đường chuẩn của Amx 55

Hình 3.22 Đường chuẩn xác định Amx 55

Hình 3.23 Một số hình ảnh về lấy mẫu nước thải hồ nuôi tôm 57

riêng đang phải đối phó với thực trạng người dân tùy tiện sử dụng kháng sinh trong

chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, không theo chỉ dẫn của cơ quan chức năng, dẫn đến lượng kháng sinh tồn dư trong sản phẩm vật nuôi cũng như môi trường cao, ảnh hưởng nguy hại đến sức khỏe người tiêu dùng, gây khó khăn rất lớn trong việc quản

lý và ảnh hưởng đến hoạt động xuất khẩu Do thuốc kháng sinh ngoài việc tiêu diệt

vi khuẩn có hại, có thể còn diệt cả những vi khuẩn có lợi, gây suy giảm hệ miễn dịch, mất cân bằng tự nhiên của cơ thể, dẫn đến nguy cơ mắc nhiều bệnh nan y và nguy hiểm hơn Đồng thời một hậu quả nghiêm trọng khác có thể xảy ra là đẩy mạnh sự phát triển khả năng kháng thuốc của vi khuẩn cũng như sự lây nhiễm chúng, tạo nên những vi khuẩn kháng đa kháng sinh Bên cạnh đó việc lạm dụng thuốc kháng sinh trong chăn nuôi mang một mối nguy cơ tiềm ẩn, ảnh hưởng đến triển vọng thương mại của các nhà sản xuất Khi được phát hiện, dư lượng dư thừa của thuốc kháng sinh

đã là nguyên nhân của sự từ chối thương mại

Chính vì vậy mà việc phát triển các phương pháp phân tích, xác định lượng thuốc kháng sinh ở nồng độ thấp giúp cho việc kiểm soát dư lượng thuốc kháng sinh đang thu hút được nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước Hiện nay, các thuốc kháng sinh thường được phân tích bằng các phương pháp khác nhau như: phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao, hay sắc ký lỏng kết hợp phổ khối, sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao, phương pháp trắc quang, phương pháp quang phổ, phương pháp hấp phụ nguyên tử, phương pháp điện di mao quản và các phương pháp điện hóa Trong các phương pháp này, phương pháp điện hóa có ưu điểm hơn ở

hệ thiết bị đơn giản, gọn nhẹ chi phí thấp, tiết kiệm thời gian mà vẫn đảm bảo độ chính xác, độ nhạy cao, độ lặp tốt và yêu cầu trình độ của người vận hành thiết bị không cần quá cao

Vật liệu điện cực thường được sử dụng trong phân tích các thuốc kháng sinh

là các vật liệu cơ sở carbon Các vật liệu này có ưu điểm cửa sổ điện hóa rộng đặc

biệt về phía anot, phù hợp cho việc phát hiện các chất hữu cơ có phản ứng oxi hóa điện hóa ở vùng thế dương Những năm gần đây, một số vật liệu nano carbon với cấu trúc nano như carbon ống nano (CNT), graphene (G), graphene oxide (GO), graphene oxide bị khử (rGO)… được phát hiện và phát triển mạnh mẽ do có khả năng dẫn điện, trao đổi điện tích tốt, bề mặt riêng lớn Việc nghiên cứu chế tạo điện cực biến tính từ vật liệu composite trên cơ sở nano carbon làm tăng khả năng phát hiện dư lượng kháng sinh trong nước (tăng độ nhạy) mà vẫn đảm bảo được độ chính xác của kết quả phân tích bằng việc sử dụng phương pháp phân tích điện hóa Kết quả này sẽ ứng dụng cho việc kiểm soát dư lượng thuốc kháng sinh, sẽ hữu ích trong việc đánh giá chất lượng môi trường và chất lượng thực phẩm Cảnh báo những nguy cơ môi trường

và sức khỏe đến xã hội, tác động đến nhận thức xã hội trong việc bảo vệ mội trường

và an toàn thực phẩm

2 Mục tiêu nghiên cứu

Chế tạo, đánh giá đặc tính của điện cực biến tính bởi vật liệu composite; nhằm nâng cao độ nhạy, độ chọn lọc, rút ngắn thời gian phân tích để ứng dụng vào xác định nhanh dư lượng thuốc kháng sinh trong môi trường

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

* Đối tượng: vật liệu composite CoFe2O4/rGO, thuốc kháng sinh trong môi trường

* Phạm vi: phòng thí nghiệm

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu tổng hợp được:

+Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM): nhằm xác định hình thái bề mặt của vật liệu tổng hợp được

+ Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX): nhằm xác định thành phần hóa học của vật liệu

+ Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD): được sử dụng để tìm ra trên giản đồ đó sự giống nhau cả về vị trí lẫn tỷ lệ cường độ của chất nghiên cứu và chất chuẩn đã biết nhằm xác định thành phần hóa học của vật liệu

+ Phương pháp IR: được sử dụng để phân tích cấu trúc

+ Phương pháp BET: được sử dụng để xác định bề mặt (diện tích bề mặt riêng, m2/g, thể tích mao quản và sự phân bố mao quản theo đường kính)

- Phương pháp khảo sát tính chất điện hoá của điện cực biến tính bởi composite CoFe2O4/rGO: quét thế vòng tuần hoàn (CV)

- Phương pháp xác định hàm lượng thuốc kháng sinh trong môi trường: Von-Ampe hoàn tan

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

* Ý nghĩa khoa học: Việc chế tạo thành công điện cực biến tính bởi vật liệu

composite ứng dụng phân tích thuốc kháng sinh trong môi trường nước sẽ góp phần làm phong phú các phương pháp phân tích về thuốc kháng sinh

* Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần giải quyết các vấn đề mang tính thời sự, phát hiện

nhanh và kịp thời tồn dư kháng sinh trong môi trường nước, từ đó có những định hướng về biện pháp xử lý phù hợp

và sờ vào thấy trơn và các lớp trong graphite có thể trượt lên nhau và tách ra khi có lực tác dụng

Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể của graphite 1.1.2 Tổng quan về graphene oxide

1.1.2.1 Đặc điểm cấu trúc của graphene oxide (GO)

Graphene oxide là một hợp chất của carbon, oxygen và hydrogen thu được bằng cách xử lý graphite với chất oxy hóa mạnh như NaNO3, KMnO4, KClO3, H3PO4hay hỗn hợp các chất oxy hóa trong môi trường acid mạnh Graphene oxide được điều chế bằng các phương pháp như: Brodie, Staudenmaier, Hummers và phương pháp Tour

Việc oxy hóa graphite nhằm đưa các nhóm chức chứa oxy nằm xen kẻ giữa các lớp graphite làm tăng khoảng cách giữa các lớp graphite, có thể tăng từ 0,34 nm lúc ban đầu lên ~ 0,7 – 1,2 nm sau khi oxy hóa, đồng thời sự có mặt những nhóm chức chứa oxy trong graphite đã làm cho chúng trở nên rất ái nước Nhờ đó, khi có nước sẽ xảy ra tương tác giữa nước và các nhóm chức chứa oxy, giúp các lớp graphite oxide càng đẩy nhau ra và như vậy có thể tiến hành tách thành từng lớp trong môi trường nước

Graphene oxide (GO) là một sản phẩm trung gian của quá trình chế tạo graphene bằng phương pháp hóa học, thu được từ quá trình oxy hóa graphite bởi các chất oxy hóa và acid mạnh Quá trình oxy hóa graphite thành graphite oxide nhằm mục đích tạo nên các nhóm chức có chứa oxy trên bề mặt của các lớp graphite, để dễ dàng phân tán chúng trong các dung môi phân cực tạo thành các đơn lớp graphene oxide Sau đó các đơn lớp này sẽ được chuyển hóa thành các đơn lớp graphene bằng cách khử bỏ các nhóm chức này

Hình 1.2 Sơ đồ tạo graphene oxide từ graphite [1]

Đặc điểm cấu trúc quan trọng nhất của graphene oxide là luôn có mặt các nhóm chức chứa oxy hoạt động Các nhóm chức chứa oxy phổ biến nhất trên GO là nhóm hydroxyl (–OH), epoxy (–O–), carbonyl (–C=O), carboxyl (– COOH), cetole (C=O)

và các hợp chất chứa C-O và C=O khác như lactol, peroxide, anhydride… Các nhóm

chức này có khả năng tạo liên kết hydro với các phân tử nước vì vậy graphene oxide

có khả năng phân tán tốt trong nước và các dung môi hữu cơ khác

1.1.2.2 Phương pháp tổng hợp

Có nhiều phương pháp hóa học để điều chế graphene oxide, mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng Trong đó phương pháp Brodie và Staudenmaier sử dụng kết hợp cả KClO3 và HNO3 để oxy hóa graphite, còn phương pháp Hummers

xử lý graphite với KMnO4 và H2SO4 Phương pháp phổ biến để oxy hóa graphite là phương pháp Hummers [2]

Phương pháp Brodie: đây là phương pháp cổ điển ra đời sớm nhất bằng cách thêm Potassium Chlorate để tạo dạng bùn của than chì với nitric acid đậm đặc Ưu điểm của phương pháp là đơn giản dễ thực hiện nhưng phương pháp này hao tốn hóa chất nhiều để rửa sản phẩm

Phương pháp Staudenmaier: phương pháp này đã cải thiện phương pháp Brodie bằng cách sử dụng hỗn hợp sulfuric acid đặc và nitric acid đặc Sau đó thêm

từ từ KClO3 vào hỗn hợp Sự thay đổi này trong quá trình tổng hợp đã khiến cho GO

có mức oxy hóa cao hơn Thời gian phản ứng lâu, hệ không an toàn với người làm thí nghiệm là nhược điểm của phương pháp này

Phương pháp Hummers: năm 1958, Hummers đã công bố phương pháp thay thế cho việc tổng hợp GO bằng KMnO4 và NaNO3 trong H2SO4 [2]

Ngày nay, phương pháp này được cải tiến hơn bằng cách kết hợp với nhiều chất oxy hóa mạnh khác nhau (phụ thuộc vào yêu cầu thực nghiệm và loại graphite

đã dùng) để chế tạo vật liệu với hiệu suất cao nhất và người ta gọi nó là phương pháp Hummers cải tiến Phương pháp này có ưu điểm giảm lượng khí thải NOx, thân thiện với môi trường

Graphene oxide (GO) có diện tích bề mặt riêng lớn, có khả năng phân tán tốt trong nước và các dung môi phân cực (do có các nhóm chức chứa oxy trên bề mặt

như hydroxyl, epoxy, carboxyl các nhóm này có khả năng tạo liên kết hydro với các phân tử nước) nên được sử dụng làm chất nền để chế tạo vật liệu mới

1.1.3 Tổng quan về graphene oxide bị khử

1.1.3.1 Đặc điểm cấu trúc của graphene oxide bị khử (rGO)

Graphene có cấu tạo là một đơn lớp carbon tinh khiết, liên kết chặt chẽ với nhau thành một mạng lưới lục giác hình tổ ong Nói cách khác, nó là một dạng thù hình của carbon với cấu trúc phẳng 2D có cấu trúc của graphite Lớp vỏ nguyên tử carbon có 6 electrons, tuy nhiên chỉ có 4 electrons phân bố ở AO-2s và AO-2p đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành liên kết hóa học giữa các nguyên tử với nhau, 1AO-2s và 2AO-2p (2px, 2py) của nguyên tử carbon lai hóa với nhau tạo thành 3AO-sp2 định hướng trong một mặt phẳng hướng ra ba phương tạo với nhau một góc

120o, với khoảng cách giữa hai nguyên tử carbon gần nhất là 1,42 Å, chiều dày mỗi tấm graphene là 3,5 – 10 Å Mỗi AO-sp2 của nguyên tử carbon này xen phủ với một AO-sp2 của nguyên tử carbon khác hình thành một liên kết sigma (𝜎) bền vững Chính các liên kết sigma này hình thành cấu trúc mạng tinh thể graphene dưới dạng hình tổ ong và lý giải tại sao graphene rất bền vững và trơ về mặt hóa học Ngoài các liên kết sigma, giữa hai nguyên tử carbon lân cận còn tồn tại một liên kết pi (𝜋) khác kém bền vững hơn được hình thành do sự xen phủ bên của các orbital 2pz không bị lai hóa với các orbital s Do liên kết 𝜋 này yếu và có định hướng không gian vuông góc với các orbital sp2 nên các điện tử tham gia liên kết này rất linh động và quy định tính chất điện và quang của vật liệu graphene

Hình 1.3 Obitan lai hóa của các nguyên tử carbon trong graphene

Sử dụng các tác nhân khử để khử các nhóm chức chứa oxy trên bề mặt GO thì

ta thu được graphene oxide bị khử (rGO) Graphene oxide bị khử là graphene nhưng không giống hoàn toàn với graphene nguyên gốc như sản phẩm thu được khi tách từ graphite bằng phương pháp cơ học vì rGO còn chứa một phần các nhóm chức chưa

được khử Khác với GO thì rGO có tính dẫn điện, điều này được giải thích là do cấu trúc gần giống với graphene Trong đó, mỗi carbon ở trạng thái sp² sử dụng 3 obitan

sp (mỗi obitan có 1 electron độc thân) liên kết với 3 obitan sp của 3 carbon kế cận, còn 1 obitan p (có chứa 1 electron độc thân) sẽ xen phủ với các obitan p còn lại của các carbon kế cận tạo mạng lưới liên kết 𝜋-𝜋 rộng khắp Do đó, các electrons có thể

dễ dàng di chuyển giữa các obitan p mà không gặp bất cứ trở ngại nào hay nói cách khác: graphene đơn lớp là vật liệu siêu dẫn điện

1.1.3.2 Phương pháp điều chế

Việc khử GO thành graphene là loại bỏ các nhóm chức trên bề mặt của GO, chuyển các C–sp3 thành C–sp2 Hiện nay có 3 phương pháp chính để khử là phương pháp khử nhiệt, điện hóa và phương pháp hóa học

Phương pháp khử nhiệt: sử dụng nhiệt để khử GO trong lò nung (môi trường chân không hoặc trong môi trường khí Ar, H2, N2…) Bên cạnh quá trình khử còn có quá trình tách lớp, quá trình tách lớp xảy ra là vì các khí CO, CO2, hơi nước và các phân tử hydrogen nhỏ được tạo ra bằng cách nung nóng GO lên nhiệt độ cao, tạo ra

áp lực rất lớn giữa các lớp xếp chồng lên nhau, khi áp suất đủ lớn sẽ tách các lớp GO

ra xa

Phương pháp khử điện hóa: sản phẩm phản ứng khử graphene oxide thường

có tên là ERGO Năm 2009, Hui-Lin Guo và các cộng sự đã công bố một phương pháp “sạch” để khử GO thành các tấm graphene – phương pháp khử điện hóa [4] Phương pháp này có ưu điểm là tiến hành nhanh và không gây ô nhiễm môi trường

và sản phẩm phản ứng không bị nhiễm bẩn vì quá trình khử không sử dụng bất kỳ một tác nhân hóa học khử nào Đồng thời phương pháp này cũng mở ra nhiều ứng dụng mới để điều chế tấm graphene quy mô lớn và điện cực được biến tính với ERGO

có thể được dùng làm xúc tác điện hóa và cảm biến sinh học ở quy mô phòng thí nghiệm

Phương pháp khử hóa học: Sản phẩm phản ứng khử graphene oxide theo phương pháp hóa học được gọi tên là rGO Các tác nhân khử như hydrazine monohydrate (N2H4.H2O), ascorbic acid, sodium bohydride (NaBH4), dimethyl hydrazine,…Mỗi tác nhân khử hoạt tính với một nhóm chức nhất định và hiệu quả với tác nhân khác nhau

1.1.4 Giới thiệu vật liệu ferrite spinel

Ferrite spinel là thuật ngữ dùng để chỉ loại vật liệu có cấu trúc hai phân mạng

mà các tương tác giữa chúng là phản sắt từ hoặc ferrite từ Vật liệu cấu trúc spinel có công thức chung AB2O4 (vị trí A là các kim loại hóa trị 2+, vị trí B là kim loại hóa trị

3+) Cấu trúc ferrite spinel được mô tả bởi khối lập phương bao gồm cả các ion oxy (Hình 1.4) Với bán kính của ion oxy là 0,132 nm lớn hơn rất nhiều so với bán kính ion của các kim loại (Fe2+, Zn2+, Co2+, ) trong cấu trúc do đó ion này trong mạng nằm sát nhau và tạo thành một mạng lập phương tâm mặt xếp chặt

Hình 1.4 Cấu trúc tinh thể của ferrite spinel

Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ nano, các vật liệu nano ferrite spinel cũng là một trong những đối tượng được quan tâm nghiên cứu bởi những tính chất cơ, lý, hóa… khác biệt chỉ xuất hiện trong dải kích thước này và mở ra khả năng ứng dụng mới trong nhiều lĩnh vực như điện tử học, năng lượng, y sinh, môi trường…

1.1.5 Giới thiệu về composite MFe 2 O 4 /rGO và ứng dụng

Sự kết hợp giữa các hạt nano ferrite MFe2O4 (M: Co) và rGO đã mang lại những ứng dụng phong phú cho vật liệu composite MFe2O4/rGO trong nhiều lĩnh vực Trong số những ứng dụng được biết đến của các composite này phải kể đến ứng dụng trong lĩnh vực cảm biến điện hóa

Cũng nhờ các tương tác giữa các hạt MFe2O4 với rGO đã cải thiện tính chất điện hóa [5] Ở đây rGO không chỉ đóng vai trò là vật liệu hoạt tính mà còn là chất nền dẫn điện và để neo các hạt MFe2O4, tránh sự kết tụ Chính vì những lý do đó mà các vật liệu này còn được ứng dụng làm vật liệu anot cho pin lithium [6], lưu trữ năng lượng [7] Và gần đây được sử dụng làm vật liệu biến tính điện cực [8] nhằm thay thế cho các loại điện cực làm việc truyền thống như điện cực giọt thủy ngân treo và màng thủy ngân, là những loại điện cực gây ra sự ô nhiễm đối với môi trường [9] Việc sử

dụng các loại vật liệu mao quản trung bình được phân tán vào một composite dẫn điện ví dụ carbon nhão (hồ carbon) ứng dụng trong phân tích điện hóa đang được quan tâm nghiên cứu nhiều Phương pháp này rất đơn giản: thực chất là trộn vật liệu cần biến tính, bột graphite với một loại dầu nào đó đóng vai trò chất kết dính So với các phương pháp phân tích đã được áp dụng phổ biến như trắc quang, sắc ký, phổ huỳnh quang…phương pháp điện hóa sử dụng kỹ thuật Von-Ampe hòa tan anot (ASV) là phương pháp có nhiều ưu điểm như phân tích nhanh, độ chọn lọc và độ nhạy cao, giá thành thấp, dễ vận hành, không độc hại với môi trường và điều quan trọng là có thể sử dụng trực tiếp ở môi trường [10] [11]

1.2 Tổng quan về kháng sinh

1.2.1 Khái niệm về kháng sinh

Kháng sinh (Antibiotics) là những chất kháng khuẩn (Antibacterial substances) được tạo ra bởi các chủng vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, Actinomycetes), có tác dụng ức chế sự phát triển của các vi sinh vật khác [18-19] Hiện nay từ kháng sinh được mở rộng đến cả những chất kháng khuẩn có nguồn gốc tổng hợp như các sulfonamides và quinolones Có rất nhiều loại kháng sinh và nhiều cách phân loại kháng sinh khác nhau Tuy nhiên các kháng sinh thường được phân loại theo cấu trúc hóa học, từ đó chúng có chung một cơ chế tác dụng và phổ kháng khuẩn tương tự nhau Mặt khác, trong cùng một nhóm kháng sinh, tính chất dược động học và sự dung nạp cũng như phổ kháng khuẩn thường khác nhau, vì vậy cũng cần phân biệt các kháng sinh trong cùng một nhóm Bảng 1.1 thể hiện cách phân loại kháng sinh phổ biến nhất

Bảng 1.1 Bảng phân loại kháng sinh theo cấu trúc hóa học [13]

1

Beta-lactam

Các Penicillin Các Cephalosporin (amoxicillin) Các Beta-lactam khác

Carbapenem Monobactam Các chất ức chế Beta-lactamase

7

Peptide

Glycopeptide Polypetide Lipopeptide

8

Quinolone

Thế hệ 1 Các Fluoroquinolone: Thế hệ 2, 3, 4

1.2.2 Tình hình sử dụng kháng sinh ở Việt Nam

Tại Việt Nam, người dân có thể tự mua kháng sinh một cách dễ dàng Chỉ với những triệu chứng như ho, sổ mũi chưa rõ nguyên nhân cũng dùng đến kháng sinh Đôi khi, để bệnh nhân nhanh khỏi, một số bác sĩ cho bệnh nhân dùng các kháng sinh mạnh ngay từ đầu, dẫn đến tình trạng vi khuẩn dễ kháng thuốc Bên cạnh đó với cơ chế quản lý lỏng lẻo của y tế Việt Nam, việc tự ý mua kháng sinh mà không cần tới đơn của bác sỹ đã quá phổ biến Người bán thuốc không có y đức bán thuốc kháng

sinh phổ rộng, liều cao nhằm lấy lòng tin của người bệnh, trong khi đó người bệnh vừa tốn kém vừa tạo điều kiện cho vi khuẩn đột biến kháng kháng sinh

Bên cạnh đó chúng ta phải kể đến việc lạm dụng kháng sinh trong chăn nuôi

Để kích thích vật nuôi tăng trưởng nhanh, giảm thấp tiêu hao thức ăn, tăng lợi nhuận, nhiều trang trại sử dụng lượng lớn thuốc kháng sinh trộn thẳng vào thức ăn mà không cần quan tâm tới sức khỏe người tiêu dùng Salbutamol, Clenbuterol, Ractopamin có thể giúp vật nuôi mau lớn, chuyển hóa làm tiêu mỡ, tăng khối lượng cơ, làm màu thịt

đỏ tươi hơn nhưng gây ra tác hại khó lường với sức khỏe con người

Sử dụng kháng sinh bừa bãi trong chăn nuôi gây nhiều hệ lụy tới sức khỏe

(Ảnh: Internet)

Theo thống kê từ ngành nông nghiệp thì có đến hơn 75% thuốc kháng sinh trong chăn nuôi có nguồn gốc từ Trung Quốc, nhưng không được quản lý chặt chẽ trong tiêu thụ Do đó, có tình trạng nhiều loại kháng sinh cấm hoặc hạn chế sử dụng vẫn được nhập khẩu và buôn bán tự do Tình trạng kháng thuốc kháng sinh đang trở thành vấn đề quan ngại hàng đầu của tổ chức Y tế thế giới (WHO) Trong đó, Việt Nam được xếp vào một trong những nước có tỷ lệ kháng kháng sinh cao nhất thế giới

1.2.3 Tổng quan về kháng sinh amoxicillin

1.2.3.1 Đặc điểm và tính chất của amoxicillin

Amoxicillin là một kháng sinh sử dụng phổ biến trong y tế và cả trong chăn nuôi đặc biệt là chăn nuôi thủy hải sản Amoxicillin là kháng sinh của nhóm Cephalosporin thuộc họ Beta-lactam, là kháng sinh cùng họ với các penicillin

Amoxicillin có tác dụng ngăn chặn và diệt các loại vi khuẩn Gram dương như viêm họng, da tẩy mủ hay nhiễm trùng da, nhiễm trùng đường tiết niệu, viêm phổi… Amoxicillin được phát hiện vào năm 1958, sử dụng vào năm 1972 và là loại kháng sinh được nằm trong danh sách các loại thuốc thiết yếu của Tổ chức Y tế Thế giới, hay nhóm các loại thuốc hiệu quả và an toàn nhất cần thiết trong một hệ thống y tế Amoxicillin có dạng bột trắng, khó tan trong nước và rất khó tan trong ethanol 96%, thực tế không tan trong dầu béo Tan trong các dung dịch acid loãng và dung dịch hydroxyd kiềm loãng [14]

Nhóm thuốc: Thuốc trị ký sinh trùng, chống nhiễm khuẩn, kháng virus, kháng nấm Tên biệt dược: amoxicillin, amitron, amoxfap, fleming infection, euromox Tên theo IUPAC:

(2S,5R,6R)-6-[[(2R)-2-amino-2-(4-hydroxyphenyl)acetyl]amino]-3,3-dimethyl-7- oxo-4-thia-1-azabicyclo[3.2.0]heptane-2-carboxylic acid [20]

Hình 1.5 Công thức cấu tạo của amoxicillin

Tên thương mại: amoxil, tycil, trimox

Công thức hóa học: C16H19N3O5S

Khối lượng phân tử: 365,4 g/mol

Amoxicillin thường dùng để điều trị các bệnh như:

- Nhiễm khuẩn đường hô hấp trên (bao gồm cả Tai mũi họng) như: viêm Amiđan, viêm xoang, viêm tai giữa

- Nhiễm khuẩn đường hô hấp dưới do liên cầu khuẩn, phế cầu khuẩn, tụ cầu khuẩn không tiết Penicilinase và H influenza

- Nhiễm khuẩn đường mật, đường tiết niệu không biến chứng

số 2 và số 3 năm 2000 của Chương trình giám sát quốc gia về tình hình kháng thuốc của vi khuẩn gây bệnh thường gặp (ASTS) thì mức độ kháng ampicilin của E.coli là 66,7%, salmonella typhi là 50%, shigella là 57,7%, acinetobacter spp là 70,7%, các

vi khuẩn đường ruột khác (citrobacter, enterobacter, klebsiella, morganella, proteus, serratia ) là 84,1%, streptococcus spp là 15,4%, của các chủng enterococcus spp là 13,1% và các chủng trực khuẩn Gram âm khác (achromobacter, chriseomonas, flavobacterium, pasteurella ) là 66,7% [15]

1.2.3.3 Dược động học

Amoxicillin bền vững trong môi trường acid dịch vị Hấp thu không bị ảnh hưởng bởi thức ăn, nhanh và hoàn toàn hơn qua đường tiêu hóa so với ampicillin Khi uống cùng liều lượng như ampicillin, nồng độ đỉnh amoxicillin trong huyết tương cao hơn ít nhất 2 lần Amoxicillin phân bố nhanh vào hầu hết các mô và dịch trong cơ thể, trừ mô não và dịch não tủy, nhưng khi màng não bị viêm thì amoxicillin lại

khuếch tán vào dễ dàng Sau khi uống liều 250 mg amoxicillin từ 1 - 2 giờ, nồng độ amoxicillin trong máu đạt khoảng 4 – 5 µg/mL, khi uống 500 mg từ 1 – 2 giờ, nồng

độ amoxicilin đạt khoảng 8 – 10 µg/mL Tăng liều gấp đôi có thể làm nồng độ thuốc trong máu tăng gấp đôi Amoxicillin uống hay tiêm đều cho những nồng độ thuốc như nhau trong huyết tương Thời gian bán thải của 13 amoxicillin khoảng 61,3 phút, dài hơn ở trẻ sơ sinh, và người cao tuổi Ở người suy thận, thời gian bán thải của thuốc dài khoảng 7 - 20 giờ Khoảng 60% liều uống amoxicillin thải nguyên dạng ra nước tiểu trong vòng 6 - 8 giờ Probenecid kéo dài thời gian thải của amoxicillin qua đường thận Amoxicillin có nồng độ cao trong dịch mật và một phần thải qua phân [15]

1.2.4 Tổng quan về tình hình nuôi trồng thủy hải sản đặc biệt là nuôi tôm ở Việt Nam nói chung và Bình Định nói riêng

Nghề nuôi tôm nước lợ xuất hiện ở nước ta rất sớm và ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong nuôi trồng thủy sản Đến nay, nghề nuôi tôm có sự phát triển mạnh

mẽ với mức độ thâm canh ngày càng cao, cùng với đó, giá trị xuất khẩu tăng trưởng mạnh, chiếm hơn 40% tổng kim ngạch của cả ngành thủy sản [16] Tuy nhiên, hiện nay ngành Nông nghiệp nói chung và ngành Thủy sản nói riêng đang phải đối phó với thực trạng người dân tùy tiện sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, không theo chỉ dẫn của cơ quan chức năng, dẫn đến lượng kháng sinh tồn

dư trong sản phẩm vật nuôi cũng như môi trường cao, ảnh hưởng nguy hại đến sức khỏe người tiêu dùng, gây khó khăn rất lớn trong việc quản lý và ảnh hưởng đến hoạt động xuất khẩu

 Hiện trạng nuôi tôm tại tỉnh Bình Định

Tỉnh Bình Định nằm trong vùng Duyên hải Nam Trung bộ với tổng diện tích

tự nhiên 605.058 ha Bình Định có địa hình đồng bằng ven biển phân bố kéo dài theo hướng song song với bờ biển tạo nên vòng cung ôm lấy vùng trung du và núi phía tây của tỉnh Kiểu địa hình này phổ biến ở huyện Hoài Nhơn, Phù Mỹ, Phù Cát, Tuy Phước, vùng này có diện tích 198.453 ha, chiếm 32% đất toàn tỉnh Sát ven biển là khu vực cồn cát, lác đác gặp các hòn núi đảo sườn dốc nằm ngang trên bờ biển, tiếp sau khu vực cồn cát có nhiều đầm, vịnh, cửa biển Những đầm phá lớn như đầm Trà

Ổ, đầm Đề Gi, đầm Thị Nại Dạng địa hình đầm phá sẽ đem lại nguồn lợi kinh tế đáng kể nếu được chú ý nghiên cứu đầu tư vào việc nuôi trồng khai thác các nguồn lợi thủy hải sản

Tại Bình Định, bắt đầu phát triển mạnh mẽ nghề nuôi tôm thẻ chân trắng từ năm 2005 Tính đến thời điểm hiện tại, diện tích thả tôm nước lợ là 1.998,5 ha/2.107,6 ha (diện tích thả tôm thâm canh, bán thâm canh là 627,7 ha; quản canh cải tiến là 1.370,8 ha), chiếm 88% diện tích hiện có, tương đương so với cùng kỳ Sản lượng tôm nuôi thu hoạch đến nay khoảng 4.800 tấn, tăng 20% so với cùng

kỳ năm 2020

 Thuốc kháng sinh sử dụng trong quá trình nuôi trồng thủy sản

Tại các cơ sở nuôi tôm cho thấy đều sử dụng thuốc tetracyclin 500 mg, amoxicillin 500 mg, methionin để phòng trị bệnh, tăng sức đề kháng cho tôm nuôi Tại các cơ sở nuôi tôm đặc biệt là nuôi tôm thẻ chân trắng với mật độ 60-100 con/m2, đều sử dụng thuốc kháng sinh như tetracycline (không có trong danh mục được phép lưu hành), amoxicillin để phòng bệnh sau 01 tuần thả nuôi Các hộ nuôi đều biết được tác hại của việc sử dụng kháng sinh nhưng vẫn sử dụng kháng sinh với lý do để giúp tôm chống lại được các điều kiện bất lợi của môi trường và giúp tôm phòng bệnh

1.3 Các phương pháp phân tích thuốc kháng sinh

1.3.1 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với các loại detector khác nhau cũng được sử dụng nhiều trong phân tích thuốc kháng sinh Tác giả Yoon nghiên cứu phương pháp HPLC sử dụng detector ESI xác định amoxicillin và acid clavulanic

ở người với giới hạn định lượng lần lượt là 0,12 µg/mL và 0,062 µg/mL [17] Phương pháp trên cũng được sử dụng để phân tích enrofloxacin trong huyết tương và màng trong dạ con bởi tác giả Gonzlez, với giới hạn định lượng thấp tương ứng là 0,005 μg/mL và 0,05 μg/mL [18] Để giảm giới hạn phát hiện và tăng độ nhạy của phép đo, phương pháp sắc ký lỏng còn được ghép nối với detector phổ khối với mục đích xác định đồng thời enrofloxacin, norfloxacin và ciprofloxacin trong mẫu nước và mẫu

mô cá tại Ba Lan, được thực hiện bởi Wagil vào năm 2002 Giới hạn phát hiện của phương pháp rất thấp, nằm trong khoảng 3,3 ng/L đến 3,4 ng/L đối với mẫu nước sông và 3,3 ng/g đến 3,6 ng/g đối với mẫu mô cá [19]

Seyed Mohsen Foroutan cùng các cộng sự [20] đã xác định đồng thời kháng sinh amoxicillin và acid clavulanic trong huyết tương người bằng HPLC pha đảo với đầu dò UV Việc phân tách được thực hiện trong điều kiện pha đảo với cột Chromolith (RP-18e, 100 mm × 4,6 mm), pha động bao gồm dung dịch đệm 0,02 M disodium hydrogen phosphate và methanol (96:4, v/v), điều chỉnh pH = 3 Bước sóng được đặt

ở 228 nm Các hệ số biến thiên được tìm thấy trong ngày là ít hơn 9,0% Tác giả E.Benito-Pena và các cộng sự [21] đã sử dụng phương pháp HPLC, detector UV để phân tích đồng thời các kháng sinh Beta-lactam (pencillin G, amoxicillin, ampicillin, penicillin V, cloxacillin, dicloxacillin và nafcillin) có trong nước thải Phương pháp này sử dụng chiết pha rắn (SPE) và sắc ký lỏng hiệu năng cao Các penicillin đã được tách ra bằng cách sử dụng cột LUNA C18 (150 nm × 4,6 nm, 5µm), gradiente rửa giải với các pha động bao gồm các acid trifluoroacetic, nước và acetonitrile tại bước sóng 220 nm Hiệu suất thu hồi đạt trong khoảng 82 – 97% (RSD 2-9%) cho tất cả các kháng sinh trừ amoxicillin (52%, RSD 8%), giới hạn phát hiện khoảng 8 - 42 mg/L Ưu điểm lớn nhất của sắc ký lỏng hiệu năng cao là có thể phân tích được rất nhiều loại hợp chất khác nhau, các chất từ phân cực tới không phân cực, từ các chất bay hơi tới các chất không bay hơi, từ các chất trung tính tới các chất điện ly

1.3.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis

Phương pháp quang phổ UV-Vis được sử dụng phổ biến trong phân tích các thuốc kháng sinh với ưu điểm là khả năng xác định nhanh Có nhiều công trình công

bố phương pháp quang phổ UV-Vis sử dụng trong phân tích thuốc kháng sinh như amoxicillin, ciprofloxacin [22] với khoảng tuyến tính lần lượt là 5-30 µg/mL và 2,0–7,0 µg/mL Phương pháp có giới hạn phát hiện amoxicillin thấp, 0,038 ug/mL Ngoài

ra, phương pháp quang phổ còn được sử dụng để xác định thuốc kháng sinh enrofloxacin dựa trên phản ứng tạo phức với Fe (III) với khoảng xác định từ 4–18 μg/mL [23] Phương pháp được ứng dụng phân tích trực tiếp enrofloxacin trong dược phẩm mà không bị ảnh hưởng bởi các thành phần khác có trong thuốc

Tác giả F Bela và cộng sự [24] xác định amoxicillin và ampicillin trong thuốc uống bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử Phương pháp cải tiến sự thủy phân của kháng sinh với HCl 1M, NaOH 1M sau đó thêm PdCl2, KCl 2M Kết quả tạo ra màu vàng được đo tại bước sóng 335 nm Khoảng tuyến tính từ 8 – 40 mg/L; giới hạn phát hiện của amoxicillin là 0,73 mg/L và của ampicillin là 0,76 mg/L

Phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-Vis là phương pháp phân tích hiện đại được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực Phương pháp có ưu điểm là cho kết quả phân tích nhanh, đơn giản, dễ thực hiện, giá thành thiết bị không đắt Tuy nhiên, phương pháp này có độ chính xác không cao, độ chọn lọc kém, chủ yếu chỉ dùng để xác định riêng rẽ từng chất kháng sinh Trong trường hợp đối tượng phân tích có nhiều yếu tố ảnh hưởng thì việc phân tích sẽ kém chính xác Ngoài ra, trong nhiều trường hợp chất phân tích cần thủy phân mới phát hiện được cũng là sự hạn chế của phương pháp này

1.3.3 Phương pháp điện di mao quản

Phương pháp điện di mao quản là phương pháp phân tách các chất dựa vào sự khác nhau về tốc độ chuyển động của chúng dưới tác dụng của lực điện trường trong một mao quản hẹp Biyang Deng và cộng sự [25] đã sử dụng phương pháp điện di với detector điện quang hóa xác định amoxicillin trong nước tiểu người với giới hạn xác định thấp 0,31 µg/L, khoảng tuyến tính rộng 1 - 8 µg/L cùng độ thu hồi cao 95,77%, độ lệch chuẩn tương đối không lớn hơn 2,2% và thời gian phân tích ngắn 6 phút/mẫu M.I.Bailon-Perez và cộng sự [26] sử dụng phương pháp CZE và Detector

UV-DAD, pha động dùng hệ đệm tris 175 mM pH=8 và 20% (v/v) ethanol, dùng kỹ thuật chiết pha rắn làm sạch và làm giàu mẫu ứng dụng phân tích đồng thời ampicillin, amoxicillin, cloxacillin, oxacillin, pencillin trong nền mẫu nước (nước sông, nước thải…) Giới hạn phát hiện tương ứng 0,8; 0,8; 0,30; 0,30; 0,9 µg/L cùng độ thu hồi đạt 94-99% với độ lệch chuẩn tương đối thấp hơn 10%

1.3.4 Phương pháp phân tích điện hóa

Phương pháp phân tích điện hóa là phương pháp phân tích có tính chọn lọc, cho phép xác định hàm lượng chất cần phân tích với hàm lượng nhỏ và vết, có thể phân tích hàng loạt mẫu trong thời gian ngắn Phương pháp này có ưu điểm là thuận tiện và chi phí thấp Một số phương pháp điện hóa cũng đã được sử dụng để phân tích kháng sinh nhóm Beta-lactam và Quinolone như Daniela P Santos và cộng sự [27]

đã sử dụng sensor điện thế phân tích amoxicillin, giới hạn phát hiện đạt 0,92 µM (0,39 mg/L) trong môi trường đệm acetate 0,1M, pH=5,2 Tác giả Zhenping Liu cùng các cộng sự [28] đã sử dụng phương pháp điện hóa để xác định độ nhạy của norfloxacin trong nước tiểu người và dược phẩm bằng cách sử dụng một điện cực tổng hợp của MWCNT-CPE/pRGOANSA/Au Cảm biến điện hóa của norfloxacin được nghiên cứu bằng phương pháp Von-Ampe quét thế vòng, Von-Ampe quét thế tuyến tính và Von-Ampe xung vi phân Kết quả thí nghiệm cho thấy sự kết hợp của MWCNT-CPE/pRGOANSA/Au mang lại độ dẫn điện cao, diện tích bề mặt lớn và hoạt động điện cực tốt, có lợi cho hiệu suất cảm biến điện hóa Phạm vi nồng độ trong khoảng tuyến tính của norfloxacin là 0,03 – 1,0 µM và 1,0 – 50,0 µM, với giới hạn phát hiện (LOD) là 0,016 µM (S/N = 3) Các cảm biến chế tạo đã áp dụng thành công

để phát hiện sự hiện diện của norfloxacin trong các thành phần dược phẩm và mẫu huyết tương ở chuột

Tổ hợp của MWCNTs và hợp chất hữu cơ –cyclodextrin (–CD) lại được kết hợp với polyaniline để biến tính điện cực nền GCE Tín hiệu ciprofloxacin (Cip) thu được trên điện cực biến tính được cải thiện đáng kể do tổ hợp –CD /MWCNTs

có tính chất xúc tác điện hóa cho phản ứng điện hóa của Cip Và nghiên cứu cũng chỉ

ra, Cip có xu hướng kết hợp với –CD nhiều hơn là với các mặt cạnh của CNT, từ đó làm tăng độ nhạy của phép phân tích (LOD=50×10-9 M) [29]

1.4 Một số điện cực làm việc trong phương pháp phân tích điện hóa

Như chúng ta biết, phương pháp điện hóa có ưu điểm hệ thiết bị đơn giản, gọn nhẹ chi phí thấp, dễ vận hành, phân tích nhanh, độ chọn lọc và độ nhạy cao, không

độc hại với môi trường và điều quan trọng là có thể sử dụng phân tích trực tiếp tại hiện trường Do đó trong những năm gần đây phương pháp này được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu để ứng dụng vào phân tích một số chất kháng sinh Các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào việc chế tạo các loại điện cực khác nhau nhằm tăng

độ nhạy, độ chọn lọc của phép phân tích Có một số loại sensor đang là xu hướng nghiên cứu trong những năm gần đây như điện cực biến tính bằng vật liệu nano carbon (ống nano carbon (CNT), graphene (G), graphene oxide (GO), graphene oxide bị khử (rGO)…) hoặc biến tính bằng vật liệu composite của nano carbon với hợp chất hữu

cơ hoặc với nano oxide kim loại,

Điện cực không biến tính

Điện cực không biến tính là các điện cực đơn giản được chế tạo sẵn hoặc tự chế tạo nhưng với một lớp vật liệu ban đầu

Sử dụng điện cực đơn giản than thủy tinh (GCE) để nghiên cứu tính chất điện hóa của thuốc kháng sinh ciprofloxacin (Cip) bằng các kỹ thuật Von-Ampe khác nhau Các nhà nghiên cứu cho thấy trên đường Von-Ampe ghi được xuất hiện một píc không thuận nghịch Chiều cao và vị trí thế đỉnh píc phụ thuộc vào pH, nồng độ, tính chất của môi trường điện ly và tốc độ quét thế Tác giả đã tiến hành thử nghiệm phân tích và nhận thấy, quá trình phụ thuộc vào sự khuếch tán của CIP và chiều cao tín hiệu píc tỉ lệ thuận với nồng độ chất trong khoảng 1,0×10-6 và 4,0×10-5 M

Năm 2014, nhóm tác giả Ali F AlGhamdi đã sử dụng điện cực giọt thủy ngân treo để phân tích trực tiếp Cip qua phản ứng khử Kết quả tốt nhất tác giả thu được khi

đo trong dung dịch đệm Britton-Robinson pH = 2,5 bằng kỹ thuật Von-Ampe sóng vuông Phép phân tích có độ lặp lại tốt, nhạy (với LOD = 7 × 10–9 M) Kết quả thử nghiệm phân tích mẫu thuốc và mẫu nước tiểu thêm chuẩn có độ thu hồi tốt [30] Nhóm tác giả Shahryar Abbasi cũng sử dụng điện cực giọt thủy ngân trong nghiên cứu phân tích amoxicillin (Amx) Ở đây, nhóm tác giả phân tích Amx qua tín hiệu khử của nó trong môi trường kiềm (pH = 10,2) Tín hiệu của Amx xuất hiện ở vị trí 0,15 V (vs Ag/AgCl) Phương pháp có độ nhạy tốt (LOD = 9,8 nM) [31]

Ngoài ra, điện cực than chì nhiệt phân có mặt biên không biến tính được cũng được đánh giá khả năng phân tích Amx Tín hiệu píc của Amx thu được khi sử dụng

cả hai kỹ thuật quét thế vòng (CV) và sóng vuông (SWV) Giới hạn phát hiện của Amx trên điện cực là 0,84 μM Điện cực chọn lọc tốt khi tín hiệu píc Amx không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của clavulanic acid và ampicillin trong mẫu đo [32]

Với mục đích tăng độ nhạy, độ chọn lọc…, các điện cực có xu hướng được biến tính bằng nhiều loại vật liệu khác nhau để tăng thêm các tính chất đặc biệt của vật liệu hoặc tăng khả năng xúc tác điện hóa cho phản ứng của chất phân tích

Điện cực biến tính bởi vật liệu composite của nano carbon với hợp chất hữu

cơ hoặc với nano oxide kim loại

Để kết hợp các ưu điểm của vật liệu nano carbon, các hợp chất hữu cơ, nano oxide kim loại nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu biến tính đồng thời bằng các loại vật liệu này

Ống nano carbon (CNTs – Carbon nanotubes) có 2 loại là: đơn vách (SWCNTs) và đa vách (MWCNTs) CNTs có diện tích bề mặt lớn, có khả năng hấp thụ cao, có độ cứng lớn, độ bền độ dẻo cao và dẫn điện tốt, có khả năng dẫn điện theo phương vuông góc với mặt phẳng điện cực Chính vì những ưu điểm này nên CNTs được pha tạp cùng hợp chất hữu cơ để tăng độ dẫn, độ bền và tăng khả năng truyền dẫn điện tử của màng polyme dẫn [33] Như trong nghiên cứu [34], điện cực than thủy tinh biến tính bằng MWCNTs và nafion được sử dụng để nghiên cứu tính chất điện hóa của norfloxacin (Nor) Khi sử dụng phân tích Nor, điện cực thể hiện độ nhạy tốt khi so sánh với điện cực than thủy tinh trần, điện cực có tính ổn định cao và thời gian sống dài 5×10−8 M Nor là giới hạn phát hiện đo được trên điện cực chế tạo khi

sử dụng kỹ thuật Von-Ampe thế tuyến tính (LSV) Tổ hợp của MWCNTs và hợp chất hữu cơ β–cyclodextrin (β–CD) lại được kết hợp với polyaniline để biến tính điện cực nền GCE Tín hiệu Cip thu được trên điện cực biến tính được cải thiện đáng kể do tổ hợp β–CD /MWCNTs có tính chất xúc tác điện hóa cho phản ứng điện hóa của Cip

Và nghiên cứu cũng chỉ ra, Cip có xu hướng kết hợp với β–CD nhiều hơn là với các măt cạnh của CNT, từ đó làm tăng độ nhạy của phép phân tích (LOD=50×10-9 M) [29]

Điện cực MIP cũng được hình thành cùng với sự có mặt của ống nano carbon trong một số nghiên cứu Trong nghiên cứu [35], polime in khuôn phân tử (MIP) cùng với MWCNTs được sử dụng để biến tính điện cực GCE nhằm tăng độ chọn lọc của phép phân tích norfloxacin Phép phân tích được thực hiện gián tiếp thông qua tín hiệu của cặp oxi hóa khử Fe(III)/Fe(II) trên điện cực sau khi được hấp phụ Nor ở các nồng độ nhất định Giới hạn phát hiện là 4,6×10-8 M Tác giả thử nghiệm thành công

đo trên mẫu nước tiểu Cũng để tăng hơn nữa khả năng hấp phụ chọn lọc và tăng độ nhạy với chất phân tích, năm 2016 nhóm tác giả H Bagheri đã biến tính điện cực nền

bằng composite của MWCNTs và màng MIP phù hợp với chất cần phân tích và được ứng dụng trong phân tích ciprofloxacin Giới hạn phát hiện Cip được hạ thấp xuống

cỡ 10-9 M [36]

Graphene, graphene oxide có những tính chất rất đặc biệt của như độ dẫn cao,

độ bền cơ học, rất phù hợp cho việc truyền tải nhanh những tín hiệu từ hóa học qua tín hiệu vật lý Graphene, graphene oxide đã và đang được nhiều nhóm nghiên cứu phát triển và thử nghiệm gắn lên các sensor điện hóa nhằm làm tăng độ nhạy của sensor, mở rộng dải đo, giảm thời gian hồi đáp Chính vì vậy, điện cực GCE được biến tính với composite của graphene với poly (alizarin red) để phân tích ciprofloxacin (Cip) trong dung dịch có chứa ascorbic acid, uric acid và dopamine Tín hiệu Cip trên điện cực biến tính tăng lên nhiều lần so với điện cực GCE không biến tính Khi có mặt các chất trên, tín hiệu Cip vẫn ổn định và tuyến tính tốt [37]

Hình 1.6 Ảnh SEM của điện cực GCE biến tính bởi composite graphene với poly (alizarin red) (A) và đường đo CV của Cip trên điện cực poly (alizarin red)

/graphene/GCE (B) [37]

Sử dụng graphene oxide, một điện cực SPCE đã được biến tính với GO và polyamic acid bằng cách điện kết tủa hỗn hỗn 2 chất qua nhiều vòng quét CV Điện cực được thử nghiệm phân tích đồng thời norfloxacin và neomycin với giới hạn phát hiện thu được tương ứng với hai chất là 0,034 M và 1,07 M [38] Hay graphene oxide được kết hợp với nafion tạo lớp màng composite biến tính điện cực GCE trong nghiên cứu [39] Điện cực sau biến tính được nghiên cứu phân tích Nor bằng kỹ thuật Von-Ampe xung vi phân với thời gian hấp phụ 120 s Giới hạn phát hiện là 5×10-9 M Nor

Một trong những tính chất lý hóa đặc biệt của vật liệu nano so với tính chất của chúng ở dạng khối là khả năng bị chức năng hóa hay nói cách khác là tự sắp xếp

để thu hút hay liên kết một số phân tử nào đó Tính chất đặc biệt này của vật liệu nano làm cho chúng phù hợp một cách tuyệt đối với những yêu cầu của sensor Việc sử dụng vật liệu nano để gắn chúng lên những sensor hiện nay sẽ làm tăng độ nhạy, độ chọn lọc và tốc độ đáp ứng của thiết bị Việc sử dụng hạt nano Fe3O4 như một vật liệu để pha tạp vào polyme dẫn đem lại các kết quả lý thú Vật liệu nano composite như là PANi/ Fe3O4 có bề mặt hiệu dụng lớn, có độ dẫn điện, độ bền cao, độ ổn định

và thời gian sống lớn cao hơn hẳn so với polyme tinh khiết Điều này là rất có ý nghĩa trong chế tạo sensor điện hóa [46-47]

Afkhami và cộng sự [41] đã xác định điện hóa đồng thời các chất hữu cơ codeine (Co) và acetaminophen (Ac) trong mẫu thuốc và mẫu máu bằng phương pháp xung vi phân sử dụng điện cực CPE biến tính bằng graphene-CoFe2O4 Giới hạn phát hiện là 0,025 mM đối với acetaminophen và 0,011 mM đối với codeine Việc xác định codeine và acetaminophen riêng rẽ hay hỗn hợp đều cho giới hạn phát hiện như nhau Phương pháp này không bị cản trở các chất thông thường đi kèm với codeine

và acetaminophen trong thuốc như glucose, ascorbic acid, caffeine, naproxen, alanine, phenylalanine, glycine và những chất khác Điện cực than thủy tinh biến tính bằng Fe3O4/rGO có hoạt tính xúc tác điện hóa tốt đối với các loại chất điện hoạt khác nhau như β-nicotinamide adenine dinucleotide, nitrite, dopamine, ascorbic acid, uric acid Các tấm rGO đóng vai trò là cấu tử hỗ trợ sự dẫn điện và để neo các hạt Fe3O4, tránh sự kết tụ Các hạt nano Fe3O4 tham gia trực tiếp vào các phản ứng điện cực [42]

Hình 1.7 Ảnh SEM của điện cực CPE biến tính bởi composite CoFe 2 O 4 và đường đo SWVs xác định codeine (Co) và acetaminophen (Ac) trong mẫu thuốc và mẫu máu sử dụng điện cực graphene-CoFe 2 O 4 /CPE [41]

graphene-Như vậy, phương pháp phân tích điện hóa đã và đang được phát triển để phân tích nhiều chất kháng sinh: norfloxacin, ciprofloxacin, amoxicillin….Các nghiên cứu tập trung chế tạo nhiều loại điện cực khác nhau phù hợp với từng mục đích nghiên cứu Trong đó, các điện cực biến tính bằng vật liệu composite trên cơ sở nano carbon

có ưu điểm làm tăng khả năng chọn lọc, độ nhạy của phép phân tích, giới hạn phát hiện các chất kháng sinh trên các điện cực này được hạ thấp xuống cỡ 10-8 ÷ 10-10 M tùy thuộc từng chất phân tích và từng điện cực

1.5 Đánh giá tổng quan về tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài

Hiện nay, việc lạm dụng thuốc kháng sinh trong chăn nuôi tại Việt Nam trở thành vấn đề cấp bách, thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học về khía cạnh xác định dư lượng thuốc kháng sinh trong chăn nuôi Trong nước, có nhiều phương pháp được sử dụng để nghiên cứu xác định hàm lượng của thuốc kháng sinh như phương pháp HPLC kết hợp đầu dò UV-Vis, phương pháp điện di mao quản được sử dụng để phân tích đồng thời nhiều loại thuốc kháng sinh Beta-lactam trong mẫu dược phẩm và nước tiểu với độ nhạy và độ chọn lọc cao [43]

Phương pháp sắc kí lỏng khối phổ cũng được sử dụng trong nghiên cứu xác định đồng thời ba loại thuốc kháng sinh trong một số sản phẩm động vật cho giới hạn định lượng (LOQ) thấp nằm trong khoảng 0,01 đến 0,3 ng/g [44] Phương pháp này được nghiên cứu trong phân tích các loại thuốc kháng sinh khác như ciprofloxacin và enprofloxacin [45]; xác định kháng sinh quinolone trong thịt tôm cá [46]

Phương pháp quang phổ tử ngoại cũng được nghiên cứu để phân tích đồng thời thuốc kháng sinh amoxicillin và cloxacilin [47]

Hiện tại, phương pháp điện hóa sử dụng trong phân tích thuốc kháng sinh chưa được ứng dụng rộng rãi trong nước, chỉ có một số ít các nghiên cứu liên quan đến phương pháp này như nghiên cứu xác định trimethoprim trong dược phẩm bằng phương pháp điện hóa [48], nghiên cứu xác định amoxicillin trong chăn nuôi bằng phương pháp điện hóa của nhóm tác giả Phạm Thị Hải Yến [49]

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

2.1 Thiết bị và dụng cụ

 Thiết bị nghiên cứu điện hóa:

Các phép đo điện hóa được thực hiện trên thiết bị điện hóa đa năng CPA-HH5 (Hình 2.1) Thiết bị được chế tạo tại Phòng Ứng dụng Tin học trong Nghiên cứu Hóa học – Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Hình 2.1 Hệ thống thiết bị phân tích điện hóa đa năng CPA-HH5

Hệ điện cực sử dụng cho các phép đo điện hóa gồm ba điện cực:

 Điện cực làm việc (WE): các loại điện cực chế tạo được

 Điện cực so sánh (RE): điện cực Ag/AgCl/KCl bão hòa

 Điện cực đối (CE): điện cực Pt

 Thiết bị JSM-6510LV (JEOL Ltd, Nhật bản) được sử dụng để nghiên cứu sự

có mặt và tỷ lệ của nguyên tố có mặt trên bề mặt điện cực

 Thiết bị chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) S-4800 (Hitachi, Nhật Bản) với chùm điện tử sơ cấp được gia tốc bằng điện thế từ 15÷20 kV được sử dụng để quan sát cấu trúc bề mặt các điện cực nano platin chế tạo được với độ phóng đại lớn

 Thiết bị Ronghen Simen D 5000 (Đức), ống phát tia Rownghen làm bằng CuKα, bước sóng λ=1.5406 Ao điện áp 30 KV, góc quét 2θ: 20 – 70o, tốc độ quét là 0,02o/ giây, thời gian một lần quét là 0,7 s

 Cân phân tích AB204-S (± 0,1 mg) (Mettler Toledo, Thụy Sỹ)

 Máy khuấy từ gia nhiệt

 Tủ sấy

 Lò nung

 Bộ Autoclave

 Máy rung siêu âm (Elmassonic S100H-37kHz)

 Máy đo pH, Metrohm, Thụy Sĩ

 Máy cất nước 2 lần Aquatron (Bibbly Sterilin, Anh)

trong 1 giờ Sau đó để nguội tự nhiên, lọc rửa sản phẩm nhiều lần bằng acid HCl 5% sau đó rửa bằng nước cất đến pH = 7 Để thu được graphene oxide, sản phẩm graphene oxide được tách lớp bằng kỹ thuật siêu âm với dung môi nước Sản phẩm được sấy ở nhiệt độ 80oC trong 12 giờ, thu được graphene oxide có màu nâu đen Kí hiệu: GO

2.3.2 Tổng hợp rGO

Lấy 1 g GO cho vào 250 mL nước cất, khuấy trộn trong 15 phút Tiếp đến thêm 10 g ascorbic acid vào hỗn hợp và khuấy liên tục trong 8 giờ ở 50oC thu được dung dịch màu đen Lọc, rửa dung dịch vừa thu được bằng nước cất Sấy mẫu ở 80oC, thu được rGO dạng bột mịn, đen Kí hiệu rGO

2.3.3 Tổng hợp CoFe 2 O 4 theo phương pháp thủy nhiệt

Tổng hợp CoFe2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt: Chuẩn bị hỗn hợp chứa 50

mL nước cất, 30 mL ethanol, khuấy trong 5 phút Sau đó cho 3,232 g Fe (NO3)3.9H2O

và 0,952 g CoCl2.6H2O (chú ý: tỉ lệ mol Fe3+ và Co2+ là 2:1) vào hỗn hợp trên, khuấy trong 60 phút Thêm tiếp 15 mL NH4OH vào và khuấy tiếp 120 phút Sau đó chuyển toàn bộ dung dịch vào bình Teflon, tiến hành thủy nhiệt 180oC trong 12 giờ Lọc rửa kết tủa nhiều lần bằng nước cất và ethanol (cho đến pH = 7) Sấy chất rắn ở 60oC trong 24 giờ Nung chất rắn ở 500oC trong 5 giờ Thu được CoFe2O4.

2.3.4 Tổng hợp composite CoFe 2 O 4 /rGO

Chuẩn bị hỗn hợp chứa 50 mL nước cất, 30 mL ethanol và 0,10 g rGO khuấy đều trong 10 phút Rung siêu âm trong 1 giờ được hỗn hợp 1 Cho tiếp 3,232 g Fe (NO3)3.9H2O và 0,952 g CoCl2.6H2O vào hỗn hợp trên, khuấy trong 60 phút Thêm tiếp 15 mL NH4OH vào và khuấy tiếp 120 phút Sau đó chuyển toàn bộ dung dịch vào bình Teflon, tiến hành thủy nhiệt 180oC trong 12 giờ (trong tủ sấy) Lọc rửa kết tủa nhiều lần bằng nước cất và ethanol (cho đến pH = 7) Sấy chất rắn ở 60oC trong

24 giờ Nung chất rắn ở 500oC trong 5 giờ [50-51] Thu được CoFe2O4/rGO

2.4 Các phương pháp đặc trưng vật liệu

2.4.1 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)

Phương pháp hiển vi điện tử quét đã được sử dụng rộng rãi trong việc nghiên cứu hình thái bề mặt mẫu, nhất là với nghiên cứu mẫu màng mỏng

Độ phóng đại của kính hiển vi điện tử quét thông thường từ vài chục ngàn đến vài trăm ngàn lần