Nghiên cứu tổng hợp nano bạc từ dung dịch AgNO3 với dịch chiết vỏ trái chuối hột (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHAN THỊ THỦY TIÊN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO BẠC TỪ DUNG DỊCH AgNO3 VỚI DỊCH CHIẾT VỎ TRÁI CHUỐI HỘT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA VÔ CƠ THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHI

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHAN THỊ THỦY TIÊN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO BẠC

TỪ DUNG DỊCH AgNO3 VỚI DỊCH CHIẾT VỎ TRÁI CHUỐI HỘT

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA VÔ CƠ THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

Thừa Thiên Huế, năm 2017

Demo Version - Select.Pdf SDK

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHAN THỊ THỦY TIÊN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO BẠC

TỪ DUNG DỊCH AgNO3 VỚI DỊCH CHIẾT VỎ TRÁI CHUỐI HỘT

Chuyên ngành: Hóa vô cơ

Mã số: 60.44.01.13

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA VÔ CƠ THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS Võ Văn Tân Demo Version - Select.Pdf SDK

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và

kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép

sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác

Thừa Thiên Huế, tháng 10 năm 2017

Tác giả luận văn

Phan Thị Thủy Tiên

Demo Version - Select.Pdf SDK

Lời Cảm Ơn

Để hoàn thành luận văn này em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, PGS.TS Võ Văn Tân đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tận tình em hoàn thành đề tài này

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy, Cô giáo tổ Hóa

Vô Cơ, Khoa Hóa- Trường ĐHSP Huế đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho em trong quá trình thực hiện đề tài

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Phạm Việt Tý đã giúp đỡ em trong quá trình thực nghiệm để hoàn thành đề tài này

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã ủng hộ

và giúp đỡ tận tình để em hoàn thành đề tài này

Huế, tháng 10 năm 2017

Học viên Phan Thị Thủy Tiên

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC CÁC BẢNG 4

DANH MỤC CÁC HÌNH 5

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 9

1.1 Giới thiệu về công nghệ nano 9

1.1.1 Khái niệm và nguồn gốc của công nghệ nano 9

1.1.2 Cơ sở khoa học của công nghệ nano 9

1.1.3 Ứng dụng của công nghệ nano trong sinh học và y học 10

1.2 Hạt nano bạc 11

1.2.1 Giới thiệu về bạc kim loại 11

1.2.2 Đặc tính kháng khuẩn của bạc 12

1.2.3 Cơ chế kháng khuẩn của bạc 13

1.3 Các phương pháp chế tạo hạt nano kim loại 14

1.3.1 Phương pháp ăn mòn laze 14

1.3.2 Phương pháp khử hóa học 14

1.3.3 Phương pháp khử vật lý 15

1.3.4 Phương pháp khử hóa lý 15

1.3.5 Phương pháp khử sinh học 15

1.4 Giới thiệu về hạt nano bạc 15

1.4.1 Các phương pháp phân tích hạt nano bạc 16

1.4.2 Ứng dụng của nano bạc 19

1.5 Tổng quan về trái chuối hột 21

1.5.1 Giới thiệu 21

Demo Version - Select.Pdf SDK

1.5.2 Phân bố và sinh thái 23

1.5.3 Thành phần hóa học của trái chuối hột 23

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 28

2.1 Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất 28

2.1.1 Nguyên liệu 28

2.1.2 Dụng cụ, hóa chất và thiết bị thí nghiệm 28

2.1.2.1 Dụng cụ 28

2.1.2.2 Hóa chất 28

2.1.2.3 Thiết bị 28

2.2 Quy trình thực nghiệm 29

2.2.1 Quy trình chung để tổng hợp dịch chiết vỏ trái chuối hột 29

2.2.2 Tổng hợp dung dịch nano bạc 29

2.3 Thử hoạt tính sinh học và kháng khuẩn của nano bạc 30

2.3.1 Phương pháp đục lỗ thạch 30

2.3.2 Ứng dụng bảo quản trái cây 31

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

3.1 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết vỏ trái chuối hột 32

3.1.1 Nghiên cứu điều chế dịch chiết vỏ trái chuối hột 32

3.1.2 Ảnh hưởng dịch chiết vỏ chuối hột tươi, khô trong việc tạo nano Ag 33

3.1.3 Ảnh hưởng thời gian đến việc nấu vỏ chuối hột 34

3.1.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến việc nấu vỏ chuối hột 36

3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng của dung dịch bạc nitrat tới việc hình thành nano bạc 38

3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ trong việc hình thành nano bạc 38

3.2.2 Ảnh hưởng tỉ lệ dịch chiết vỏ trái chuối hột và dung dịch AgNO3 40

3.2.3 Ảnh hưởng của pH trong việc hình thành nano bạc 41

3.2.4 Ảnh hưởng của thời gian hình thành nano bạc 43

3.3 Quy trình tổng hợp nano bạc từ dung dịch AgNO3 với dịch chiết vỏ trái chuối hột 44

3.4 Hoạt tính sinh học dung dịch nano bạc 47

3.5 Ứng dụng nano bạc bảo quản trái cây tươi 48

KẾT LUẬN 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Abs Absorbance Khả năng hấp thụ

TEM Transmission Electron Microscopy Kính hiển vi điện tử qua UV-Vis Ultraviolet-visible spectroscopy Phổ hấp thụ phân tử

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Độ dài tới hạn của một số tính chất của vật liệu 10

Bảng 1.2 Số nguyên tử bạc trong một đơn vị thể tích 12

Bảng 3.1 Giá trị mật độ quang thu được khi điều chế nano bạc bằng vỏ chuối hột khô và tươi 34

Bảng 3.2 So sánh thời gian nấu vỏ trái chuối hột 35

Bảng 3.3 So sánh nhiệt độ nấu vỏ trái chuối hột 37

Bảng 3.4 Nồng độ tối ưu trong quá trình hình thành nano bạc 39

Bảng 3.5 So sánh tỉ lệ dịch chiết vỏ trái chuối hột và dung dịch AgNO3 41

Bảng 3.6 pH tối ưu trong quá trình hình thành nano bạc 42

Bảng 3.7 Thời gian tối ưu trong quá trình hình thành nano bạc 44

Bảng 3.8 Kết quả khả năng kháng các chủng vi sinh vật của dung dịch nano bạc 47

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Hạt nano vàng sử dụng trong truyền dẫn thuốc 11

Hình 1.2 Tác động của ion bạc lên vi khuẩn 13

Hình 1.3 Ion bạc vô hiệu hóa enzym chuyển hóa oxy của vi khuẩn 13

Hình 1.4 Ion bạc liên kết với các bazơ của DNA 14

Hình 1.5.Mô hình nguyên lý của TEM so với kính hiển vi quang học 16

Hình 1.6 Ảnh TEM của các hạt nano bạc kích thước 10 nm 16

Hình 1.7 Sơ đồ đo UV-Vis 17

Hình 1.8 Ảnh UV-VIS của các hạt nano bạc 18

Hình 1.9 Bình sữa làm bằng nhựa có pha thêm nano bạc 19

Hình 1.10 Tất làm bằng sợi nilon có pha nano bạc 20

Hình 1.11 Điều hòa sử dụng bộ lọc nano bạc 20

Hình 1.12 Khẩu trang nano bạc do viện môi trường sản xuất 20

Hình 1.13 Các dược phẩm sử dụng nano bạc 21

Hình 1.14 Ảnh SEM của các hạt nano bạc kết hợp với film polyolefin 21

Hình 1.15 Các sản phầm có chứa nano bạc 21

Hình 1.16 Mặt cắt trái chuối hột 22

Hình 2.1 Chuối hột 28

Hình 2.2 1) Dung dịch AgNO3 2) Dịch chiết vỏ trái chuối hột 3) Nano Ag 30

Hình 3.1 Phổ hồng ngoại dịch chiết vỏ trái chuối hột 32

Hình 3.2 Phổ UV-Vis so sánh mật độ quang tạo nano bằng vỏ chuối hột tươi, khô và dịch chiết 33

Hình 3.3 Ảnh TEM các mẫu nano bạc nano bằng vỏ chuối hột tươi (a) và khô (b) 34

Hình 3.4 Phổ UV-Vis khảo sát thời gian nấu vỏ trái chuối hột 35

Hình 3.5 Ảnh TEM mẫu nano bạc trong thời gian nấu dịch chiết 30 phút 36

Hình 3.6 Phổ UV-Vis khảo sát nhiệt độ nấu vỏ trái chuối hột 37

Hình 3.7 Ảnh TEM mẫu nano bạc ở nhiệt độ dịch chiết 80oC 38

Hình 3.8 Phổ UV-Vis khảo sát nồng độ tối ưu 39

Hình 3.9 Ảnh TEM mẫu nano bạc với nồng độ tối ưu AgNO3 2,5mM 40

Demo Version - Select.Pdf SDK

Hình 3.10 Phổ UV-Vis khảo sát tỉ lệ dịch chiết vỏ trái chuối hột và dung dịch AgNO3 40

Hình 3.11 Mẫu TEM nano bạc ở tỉ lệ dịch chiết và AgNO3 (mL/mL) 1:2 41

Hình 3.12 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng của pH trong việc hình thành nano bạc 42

Hình 3.13 Ảnh TEM mẫu nano bạc ở điều kiện pH = 8 43

Hình 3.14 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng của thời gian trong việc hình thành nano bạc 44

Hình 3.15 Phổ UV-Vis dịch chiết vỏ chuối hột khô 45

Hình 3.16 Phổ UV-Vis của thời gian và nhiệt đô tối ưu nấu dịch chiết 45

Hình 3.17 Phổ UV-Vis của nồng độ và tỉ lệ dịch chiết vỏ trái chuối hột, dung dịch AgNO3 tối ưu 46

Hình 3.18 Phổ UV-Vis của pH và thời gian tạo nano bạc tối ưu 46

Hình 3.19 Kết quả TEM mẫu nano bạc thu được 47

Hình 3.20 Mẫu thử quả đào trắng với dung dịch nano bạc ở các nồng độ khác nhau 48

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỞ ĐẦU

Từ lâu loài người đã biết đến tác dụng sát khuẩn mạnh của bạc, chén bát, thìa nĩa, nồi niêu của người La Mã cổ, của các vua chúa phong kiến, đã chứng minh điều đó Trong chiến tranh thế giới thứ nhất, người ta thậm chí còn sử dụng các sản phẩm từ bạc để điều trị nhiễm trùng trước khi thuốc kháng sinh ra đời Tuy nhiên, tác dụng này của bạc không được ứng dụng rộng rãi do giá thành cao Những năm gần đây, công nghệ nano ra đời, con người đã chế tạo được bạc ở kích thước nano,

và ứng dụng của bạc cũng được đưa lên một tầm cao mới Nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi ở kích thước nano (từ 1 đến 100 nm), hoạt tính sát khuẩn của bạc tăng lên khoảng 50000 lần so với bạc dạng khối, như vậy 1 gam bạc nano có thể sát khuẩn cho hàng trăm mét vuông chất nền [35] Điều này sẽ giúp cho khối lượng bạc sử dụng trong các sản phẩm sẽ giảm rất mạnh, nên tỷ trọng của bạc trong giá thành trở nên không đáng kể Sở dĩ nano bạc được nghiên cứu ứng dụng vào việc kháng khuẩn vì bạc có tính kháng khuẩn mạnh và không gây tác dụng phụ, không gây độc cho người và vật nuôi khi nhiễm lượng nano bạc bằng nồng độ diệt khuẩn (khoảng nồng độ nhỏhơn 100 ppm), không gây ô nhiễm môi trường Chính vì vậy, giới khoa học đang đầu tư nghiên cứu tổng hợp nano bạc để phục vụ cho các ứng dụng trong

y học, nhất là khi hiện tượng vi khuẩn kháng sinh ngày càng phổ biến như ngày nay

Có nhiều phương pháp tổng hợp hoặc sản xuất hạt nano liên quan đến việc

sử dụng các hóa chất độc hại, chuyển đổi vật liệu thấp, yêu cầu về năng lượng cao, thanh lọc khó khăn và lãng phí Do đó, ngày càng có nhiều nhu cầu phát triển các quá trình thân thiện với môi trường để tổng hợp các hạt nano mà không sử dụng các hóa chất độc hại Các phương pháp sinh tổng hợp sử dụng vi sinh vật hoặc chiết xuất thực vật đã trở thành một phương pháp thay thế đơn giản và khả thi đối với các quy trình tổng hợp hóa học và phương pháp vật lý Nhưng phương pháp hóa học được xem là rẻ tiền và ít rủi ro nhất Tăng cường mối quan tâm đến vấn đề môi trường, trong đề tài này, chúng tôi hướng đến phương pháp tổng hợp hạt nano bạc bằng cách sử dụng các chất chiết xuất từ thực vật Quá trình điều chế hạt nano

là lành tính, không sử dụng bất kỳ hóa chất độc hại nào bằng cách sử dụng một số

Demo Version - Select.Pdf SDK

nguyên vật liệu xanh như dịch chiết lá chè [5], dịch chiết tổng hợp nano bạc với tác nhân khử từ dịch chiết lá Mulberry [8] (dâu tằm ăn) có kích thước trung bình khoảng 20nm, kháng một số chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus và Shigella Tổng hợp nano vàng với tác nhân khử từ dịch chiết của lá Teraxacum officinale (cây Bồ Công Anh) có kích thước nano ở nhiệt độ phòng [11]

Chuối hột dễ trồng, mua dễ dàng Chuối hột – tên khoa học là Musa balbisiana Colla, thuộc họ Musaceae Vỏ chuối vốn có nhiều polyme như lignin, hemicellulose và pectin (Happi Emaga và cộng sự, 2007 ) [15] có thể được sử dụng trong quá trình tổng hợp các hạt nano bạc Với những lý do trên, chúng tôi

chọn đề tài nghiên cứu với nội dung “Nghiên cứu tổng hợp nano bạc từ dung dịch AgNO 3 với dịch chiết vỏ trái chuối hột”

Demo Version - Select.Pdf SDK