Nghiên cứu điều kiện tổng hợp vật liệu nano cấu trúc core shell fe3o4sio2

Vì vậy, trong đề tài này, nghiên cứu tổng hợp hạt nano core-shell Fe3O4@SiO2 ứng dụng tải thuốc nhờ vào từ tính của lõi sắt từ Fe3O4 và sự ổn định, trơ về hóa học của lớp vỏ silica nhằm

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày…… tháng …… năm ….… Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn Thạc sĩ gồm: 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chửa (nếu có)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngày, tháng, năm sinh: 18/02/1989 Nơi sinh: Tiền Giang

I TÊN ĐỀ TÀI:

"'Nghiên cứu điều kiện tổng hợp vật liệu nano cấu trúc core-shell

Fe 3 O 4 @SiO 2 "

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Tổng hợp vật liệu nano Fe3O4 (core) bàng phương pháp Stober

Tổng hợp vật liệu nano cấu trúc core-shell Fe3O4@SiO2

Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ TEOS:Fe3O4 (ml/g) và thời gian phản ứng t(h) lên quá trình tổng hợp vật liệu nano cấu trúc core-shell Fe3O4@SiO2

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:07/07/2014

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/12/2016

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS LÝ CẨM HÙNG

Tp HCM, ngày tháng năm 20

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý thầy cô Khoa Kỹ Thuật Hóa Học, đặc biệt là TS Lý Cẩm Hùng, PGS Hồ Thị Thanh Vân đã tận tình hướng

dẫn những kiến thức cũng như luôn động viên tinh thần và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn thạc sĩ này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến tập thể các bạn và anh chị của Phòng Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vô Cơ, đặc biệt là bạn Phan Thị Quế Phương và Ngô Nguyễn Phương Duy đã tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành các thí nghiệm nghiên cứu cũng như những kinh nghiệm trong xử lý số liệu, tìm tài liệu tham khảo

và cách viết luận văn

Và cuối cùng tác giả xin cảm ơn đến gia đình đã tạo điều kiện và ủng hộ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn

lý - sinh học nano, trong đó, vật liệu nano được sử dụng để chẩn đoán và điều trị bệnh Việc dùng nano từ tính để dẫn truyền thuốc, đưa thuốc đến đúng tế bào mục tiêu là một phương pháp hiệu quả, nhằm giảm khả năng thuốc ảnh hưởng lên tế bào lành và thời gian điều trị của người bệnh Điểm mới của luận văn này là không sử dụng hoạt chất bề mặt trong quá trình tổng hợp và đưa ra yếu tố thích hợp để tổng hợp nên vật liệu nano core-shell Fe3O4@SiO2 Lõi Fe3O4 được bao bọc bởi lớp vỏ SiO2 bên ngoài, điều này giúp cho từ tính của hạt không bị ảnh hưởng trong quá trình dẫn truyền thuốc (SiO2 làm nền để gắn các hạt thuốc lên bề mặt) Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng việc dùng NaOH trong quá trình tổng hợp lõi Fe3O4 và thay đổi tỉ lệ TEOS:Fe3O4 (ml/g) khoảng (0,6 :1) đến (0,8 :1) kết hợp thời gian phản ứng khoảng 8-10(h) trong điều kiện nghiên cứu ở miền nam Việt Nam sẽ cho kết quả các hạt nano core-shell từ tính Fe3O4@SiO2 ổn định hơn về độ từ tính và khả năng hấp phụ trong việc dẫn truyền thuốc

as a base for attaching the drug to the surface) Research results indicate that the use

of sodium hydroxide in the synthesis of Fe3O4 core and change the aspect ratio TEOS: Fe3O4 (ml/g) range (0.6: 1) to (0.8: 1) combined response time of about 8-

10 (h) in the context of research in southern Vietnam would result in core-shell nanoparticles Fe3O4 @ SiO2 magnetic more stable in terms of magnetic and adsorption capacity of the resulting infusion Silica coated magnetite (Fe3O4@SiO2) core-shell nanoparticles (NPs) with cotrolled silica shell thicknesses were prepared

by a modified Stober method using 10nm to 20nm Fe3O4 as seed The core-shell NPs were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), vibrating sample magnetometer (VSM), specific surface area (BET) XRD results implied that Fe3O4@SiO2NPs consist of a crystalline magnetite core and an amorphous silica shell The silica shell thickness can be controlled from 40nm to 100nm by varying the experiment parameters The reaction time, the ratio of TEOs: Fe3O4 were investigated and presented the effects of these

on the silica shell thickness VSM results indicated the superparamagnetic

Tôi xin cam đoan luận văn này là kết quả nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi

và được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Hóa Đại Cương - Đại học Tài Nguyên và Môi Trường TP.HCM và Phòng thí nghiệm Hóa Vô Cơ - Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM dưới sự hướng dẫn của TS Lý Cẩm Hùng và PGS Hồ Thị Thanh Vân

Các số liệu, những kết quả nghiên cứu và kết luận trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa từng được công bố trong bất cứ một công trình nào khác trước đây Các ý tưởng tham khảo và những kết quả trích dẫn từ các công trình khác đều được nêu rõ trong luận văn

TP.HCM, ngày 10 tháng 12 năm 2016

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii

LỜI CẢM ƠN ix

LỜI CAM ĐOAN x

TÓM TẮT xi

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về hạt nano cấu trúc core - shell 2

1.1.1 Nguồn gốc – Định nghĩa 2

1.1.2 Phân loại 3

1.1.3 Phương pháp tổng hợp 5

1.1.3.1 Phương pháp bao bọc từng lớp 6

1.1.3.2 Phương pháp hóa hơi dung môi trong chân không 7

1.1.3.3 Phương pháp sol – gel 7

1.1.3.4 Phương pháp micelle 9

1.1.3.5 Phương pháp St ber 10

1.2 Tổng quan về nano core – shell Fe 3 O 4 @SiO 2 12

1.2.1 Tổng quan về Fe 3 O 4 12

1.2.2 Tổng quan về SiO 2 13

1.2.3 Đặc trưng của hạt nano từ tính 14

1.2.4 Phương pháp điều chế hạt nano từ tính 16

CHƯƠNG 2 : THỰC NGHIỆM 22

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 22

2.2 Nội dung nghiên cứu 22

2.3 Phương pháp tổng hợp vật liệu 22

2.3.1 Hóa chất và thiết bị 22

2.3.2 Tổng hợp vật liệu nano core – shell Fe 3 O 4 @SiO 2 24

2.3.2.1 Tổng hợp lõi Fe 3 O 4 NPs bằng phương pháp kết tủa kiềm 25

2.3.2.2 Tổng hợp core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2 NPs bằng phương pháp Stober sử dụng xúc tác NH 4 OH dựa trên quá trình thủy phân và ngưng tụ 27

2.4 Các phương pháp phân tích 31

2.4.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X-Ray Diffraction (XRD) 31

2.4.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử Transmission Electron Microscopy (TEM) 31

2.4.3 Phương pháp đo Specific Surface Area (BET) 32

2.4.4 Phương pháp từ kế mẫu rung vibrating sample magnetometer (VSM) 33

CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 35

3.1 Các kết quả về tổng hợp vật liệu nano core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2 35

3.1.1 Cấu trúc vật liệu nano core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2 35

3.1.2 Thử nghiệm khả năng bao phủ Fe 3 O 4 bằng SiO 2 36

3.1.3 Màu sắc của vật liệu nano Fe 3 O 4 , Fe 3 O 4 @SiO 2 37

3.1.4 Đánh giá từ tính sơ bộ của vật liệu bằng nam châm 39

3.2 Hình thái và kích thước của vật liệu 40

3.2.1 Kết quả TEM của mẫu Fe 3 O 4 sử dụng tác chất NaOH 40

3.2.2 Kết quả TEM của mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 41

3.4 Đánh giá tính chất từ của vật liệu 52

CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55

4.1 Kết luận 55

4.2 Kiến nghị 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

PHỤ LỤC 61

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 82

Bảng 2.1 Danh sách hóa chất 22 Bảng 2.2 Danh sách dụng cụ và thiết bị 24 Bảng 2.3 Kí hiệu các mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 với các tỉ lệ TEOS:Fe 3 O 4 khác nhau 30 Bảng 2.4 Kí hiệu các mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 với thời gian phản ứng t(h) khác nhau 30 Bảng 3.1 Kết quả đánh giá khả năng hòa tan của các mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 trong HCl (pH=3) 37 Bảng 3.2 Kết quả đánh giá độ từ tính của các mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 bằng nam châm 29 Bảng 3.3 Bảng diện tích bề mặt riêng của 4 mẫu F@S5, F@S8, F@S10 và F@S15 51

Hình 1.1 Hạt nano cấu trúc core-shell 3

Hình 1.2 Các dạng hạt nano core-shell khác nhau 4

Hình 1.3 Một số phương pháp chế tạo hạt nano cấu trúc lỏi – vỏ 5

Hình 1.4 Bao bọc hạt nano bằng phương pháp bao bọc từng lớp 6

Hình 1.5 Các hệ micelle: (a) Hệ micelle thuận; (b) Hệ micelle đảo 9

Hình 1.6 Biến tính bề mặt hạt nano từ tính bằng silica theo phương pháp Stöber 11

Hình 1.7 Cấu trúc của hạt nano core – shell Fe 3 O 4 @SiO 2 chế tạo bằng phương pháp Stöber 11

Hình 1.8 Cấu tạo hạt nano core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2 12

Hình 1.9 Fe 3 O 4 được tìm thấy trong khoáng vật 12

Hình 1.10 Cấu trúc Spinel đảo quyết định tính chất từ của Fe 3 O 4 13

Hình 1.11 Cấu trúc Silica 13

Hình 1.12 Hình thái các hạt Silica ở lớp vỏ 14

Hình 1.13 Hc phụ thuộc vào đường kính hạt 15

Hình 1.14 Ảnh tem của hạt nano Fe 3 O 4 , hạt nano core – shell Fe 3 O 4 @SiO 2 tổng hợp bằng phương pháp Stöber 17

Hình 1.15 Nguyên lí dẫn thuốc dùng hạt nanô từ tính 18

Hình 2.1 Sơ đồ điều chế lõi Fe 3 O 4 25

Hình 2.2 Sơ đồ tổng hợp hạt nano core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2 27

Hình 3.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X của Fe 3 O 4 @SiO 2 tổng hợp theo sự thay đổi thời gian phản ứng 35

Hình 3.2 Hình ảnh tổng hợp được các mẫu F0.6@S1, F0.8@S1, F1@S1, F1.2@S1 38

Hình 3.3 Đo từ tính bằng nam châm của mẫu Fe 3 O 4 và mẫu F0.6@S1 39

tác chất NH 4 OH) với độ phân giải 100nm 40

Hình 3.6 Ảnh TEM của mẫu F0.6@S1 41

Hình 3.7 Ảnh TEM của mẫu F0.8@S1 42

Hình 3.8 Ảnh TEM của mẫu F1@S1 42

Hình 3.9 Ảnh TEM của mẫu F1.2@S1 43

Hình 3.10 Ảnh TEM của mẫu F@S5 43

Hình 3.11 Ảnh TEM của mẫu F@S8 44

Hình 3.12 Ảnh TEM của mẫu F@S10 44

Hình 3.13 Ảnh TEM của mẫu F@S15 45

Hình 3.14 Biểu đồ ảnh hưởng thời gian phản ứng t(h) và tỉ lệ TEOS:Fe 3 O 4 lên kích thước hạt trong quá trình tổng hợp Fe 3 O 4 @SiO 2 45

Hình 3.15 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 với thời gian phản ứng t=5h 47

Hình 3.16 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 với thời gian phản ứng t=8h 48

Hình 3.17 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 với thời gian phản ứng t=10h 49

Hình 3.18 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 với thời gian phản ứng t=15h 50

Hình 3.19 Kết quả đo từ tính VSM của các mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 thay đổi theo thời gian 52

Hình 3.20 Kết quả đo từ tính VSM của các mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 thay đổi theo tỉ lệ TEOs: Fe 3 O 4 53 Hình 3.21 Kết quả đo từ tính VSM các mẫu Fe 3 O 4 @SiO 2 của tác giả khác 53

LỜI MỞ ĐẦU

Cuối thập niên 80, công nghệ nano bắt đầu phát triển và thu được nhiều

thành quả to lớn không chỉ trong nghiên cứu mà còn mở rộng phạm vi ứng dụng

trong nhiều lĩnh vực Ở các vật liệu và linh kiện nano xuất hiện nhiều hiện tượng,

tính chất vật lý và hoá học mới mẻ không có trong các loại vật liệu khối [10]

Công nghệ nano đang làm thay đổi cuộc sống của chúng ta nhờ vào khả năng

can thiệp của con người ở kích thước nano mét, tại đó, vật liệu nano thể hiện rất

nhiều tính chất đặc biệt Một nhánh quan trọng của công nghệ nano, đó là ứng dụng

lý - sinh học nano, trong đó, vật liệu nano được sử dụng để chẩn đoán và điều trị

bệnh Lý - sinh học nano đã và đang được nghiên cứu rất mạnh mẽ nhờ vào khả

năng ứng dụng rất linh hoạt và hiệu quả của vật liệu nano Thế giới vi mô của các

phân tử nano mang lại vô số ứng dụng tiềm năng trên mọi mặt đời sống của chúng

ta Gần đây, một nhóm các nhà khoa học Hàn Quốc đã nghiên cứu phát triển được

các hạt nano từ tính có thể chữa bệnh ung thư

Các hạt nano từ tính có kích thước tương ứng với kích thước của các phân tử

nhỏ (1-10 nm) hoặc kích thước của các virus (10-100 nm) Chính vì thế mà hạt nano

có thể thâm nhập vào hầu hết các cơ quan trong cơ thể và giúp cho chúng ta có thể

thao tác ở qui mô phân tử và tế bào Từ trường không có hại đối với con người nên

các hạt nano từ tính được quan tâm sử dụng rất nhiều vào mục đích chẩn đoán và

chữa bệnh [14]

Hạt nano ôxit sắt siêu thuận từ Fe3O4 có nhiều ứng dụng quan trọng trong y

sinh học như làm tác nhân tăng độ tương phản trong ảnh cộng hưởng từ hạt nhân,

phân tách và chọn lọc tế bào, hiệu ứng đốt nhiệt và phân phát thuốc, vv Hạt silica

ổn định về cấu trúc, không độc, có khả năng tương thích sinh học cao Vì vậy, trong

đề tài này, nghiên cứu tổng hợp hạt nano core-shell Fe3O4@SiO2 ứng dụng tải thuốc

nhờ vào từ tính của lõi sắt từ Fe3O4 và sự ổn định, trơ về hóa học của lớp vỏ silica

nhằm tránh các phản ứng hóa học không mong muốn trong cơ thể; giúp đưa thuốc

đến đúng tế bào mục tiêu cần chữa trị, đặc biệt là tế bào ung thư

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về hạt nano cấu trúc core-shell

1.1.1 Nguồn gốc – Định nghĩa

Vật liệu nano được định nghĩa là vật liệu có ít nhất một chiều theo kích thước nano ( bé hơn 100 nm) Một bổ sung khác cho định nghĩa về vật liệu nano là những vật liệu có kích thước bé hơn 1 μm nhưng có tính chất vật lý, hóa học, sinh học giống như những vật liệu nano thì cũng được xem là vật liệu nano [1]

Ở kích thước nano, vật liệu sẽ có những tính năng đặc biệt mà vật liệu truyền thống không có được đó là do sự thu nhỏ kích thước và việc tăng diện tích mặt

ngoài

Khoa học nano nghiên cứu hiện tượng và ứng dụng các vật liệu ở kích thước nguyên tử, phân tử và cao phân tử có những tính chất khác biệt so với kích thước lớn Do sự thu nhỏ kích thước và việc tăng diện tích mặt ngoài của loại vật liệu này Diện tích bề mặt tăng nên độ tan tăng, dễ phân tán hạt trong chất lỏng hơn, rất dễ lơ lửng trong chất lỏng, dễ hấp thụ qua tế bào, da và ruột Do có sự gia tăng diện tích

bề mặt nên nó gia tăng sự tiếp xúc, do đó gia tăng khả năng bám dính do lực hút Van Derwaals Tính chất quang học và vật lý của vật liệu nano khác so với vật liệu

có kích thước lớn hơn Nhiệt độ nóng chảy vật liệu ở kích thước nano giảm đáng kể

so với vật liệu dạng khối Khi ở kích thước nano, tính chất lượng tử của vật liệu chiếm ưu thế nên tính từ, quang, điện của nó khác biệt so với các vật liệu truyền thống [1]

Hạt nano là vật liệu có kích thước từ vài đến vài trăm nano mét, bao gồm hàng trăm đến hàng nghìn nguyên tử giống nhau Do kích thước nhỏ nên các tính chất hóa lý của chúng bị phụ thuộc nhiều vào trạng thái bề mặt hơn là thể tích khối

So với vật liệu khối thì vật liệu có kích thước nanomet có nhiều tính chất mới và lạ

Tuy nhiên, các vật liệu ứng dụng trong sinh học phải được đáp ứng các yêu cầu về các tính chất dược lý, hóa học, vật lý, độ đồng nhất của các hạt khả năng hòa

thước đủ nhỏ để có thể dễ dàng khuếch tán qua mô, thời gian lắng đọng dài, diện tích bề mặt hiệu dụng cao; các hạt từ phải dễ bọc để bảo vệ chúng khỏi thoái hóa do tác động của môi trường và có khả năng tương thích sinh học với môi trường …

Hình 1.1 Hạt nano cấu trúc core-shell [18]

Có cấu trúc đa dạng, nhưng thông thường gồm có hai thành phần chính là lõi (core) và vỏ (shell)

Hình dạng và các tính chất của lõi và vỏ có thể được điều chỉnh bằng cách khống chế các thành phần và các thông số chế tạo

Lớp vỏ có vai trò bảo vệ và nhằm khắc phục một số nhược điểm của phần lõi

→ chúng thường được chế tạo từ những vật liệu trơ hóa học, có độ ổn định cao, bề mặt có khả năng tương thích sinh học như các polymer, các chất vô cơ như SiO2

1.1.2 Phân loại

Các hạt nano core-shell có cấu trúc đa dạng, nhưng thường gồm có hai thành phần chính là lõi và vỏ Hình dạng và các tính chất của lõi-vỏ, theo lý thuyết cho thấy có thể điều chỉnh bằng cách khống chế các thành phần và các thông số chế tạo

Một số dạng nano core-shell tiêu biểu theo lý thuyết:

Hình 1.2 Các dạng hạt nano core-shell khác nhau (a) hình cầu; (b) hình lục giác;

(c) nhiều lõi nhỏ đƣợc bọc bởi một lớp vỏ;

(d) vật liệu nanomatryushka;

(e) lõi di chuyển trong lớp vật liệu vỏ rỗng [11]

Trong đó, hạt nano core-shell dạng cầu đồng tâm (hình 1.2a) là loại phổ biến nhất, đây là hạt lõi hình cầu đơn giản được phủ một lớp vật liệu khác làm vỏ Những dạng nano lõi-vỏ khác cũng được quan tâm nghiên cứu rộng rãi bởi những thuộc tính mới của chúng [11]

Trong các dạng cấu trúc này, tỉ lệ lõi-vỏ và kiểu kết cấu lõi-vỏ là hai yếu tố

cơ bản để tạo ra các cấu trúc nhau của hạt nano core-shell Tuy nhiên trong thực tế, vật liệu này rất hiếm khi đồng đều và hình dạng của chúng có thể rất khác so với những dạng được miêu tả ở trên Lưu ý rằng, ngoài các cấu trúc lõi-vỏ thông thường của tiểu cầu còn có cấu trúc mà trong đó các hạt nano phân bố đều bên trong một nền chất mang Việc tạo ra các tiểu cầu có các tính chất mong muốn, mang lại những lợi ích có tính ứng dụng trong khoa học sự sống, công nghệ sinh học, y học, dược học, môi trường …

1.1.3 Phương pháp tổng hợp

Vật liệu nano cấu trúc lõi-vỏ có thể được tổng hợp bằng nhiều phương pháp khác nhau, nhưng nhìn chung, hạt nano lõi-vỏ được tổng hợp qua 2 giai đoạn, đầu tiên là tổng hợp lõi, sau đó là tổng hợp lớp vỏ

Hình 1.3 Một số phương pháp chế tạo hạt nano cấu trúc lỏi-vỏ [19]

1.1.3.1 Phương pháp bao bọc từng lớp

Phương pháp bao bọc từng lớp (layer-by-layer) là kỹ thuật ngưng tụ sử dụng một khuôn nano được chế tạo bằng các phương pháp khác nhau như đồng kết tủa … Sau đó khuôn nano này được cho vào hỗn hợp có chứa tiền chất của chất cần bao bọc Phụ thuộc vào bản chất của tiền chất, nhiệt độ và pH mà phương pháp này có thể tạo ra những hình cầu đa chức năng có các đặc tính khác nhau Ban đầu phương pháp bao bọc từng lớp được ứng dụng để chế tạo các màng mỏng, rồi sau đó được

áp dụng để tạo ra các cấu trúc lõi-vỏ, các tiểu cầu đa chức năng hoặc các tiểu cầu rỗng [18]

Nguyên tắc của phương pháp này như sau: các khuôn nano có thể là các hạt nano có một điện tích bề mặt nào đó Khuôn nano này lần lượt được trộn với các polymer mà khi phân ly có điện tích bề mặt trái dấu với điện tích bề mặt ban đầu và bao bọc khuôn nano làm cho bề mặt của nó bị tích điện trái dấu với điện tích bề mặt ban đầu Một loại polymer thứ hai được đưa vào hệ, polymer này có đặc điểm là khi phân ly nó tạo ra điện tích bề mặt trái dấu với điện tích của polymer thứ nhất Do điện tích trái dấu nên polymer thứ hai sẽ bao bọc lên khuôn nano đã được bọc bởi polymer thứ nhất Như vậy, khuôn nano được bọc bởi hai lớp polymer Quá trình như vậy được tiếp tục nhiều lần cho đến khi khuôn nano được bọc bởi nhiều lớp polymer có độ dày và tính chất như mong muốn Khuôn nano có thể được loại bỏ để tạo ra các hình cầu rỗng hoặc các tiểu cầu được tạo thành từ các lớp polymer như trên [19]

Hình 1.4 Bao bọc hạt nano bằng phương pháp bao bọc từng lớp [19]

1.1.3.2 Phương pháp hóa hơi dung dịch trong chân không

Đây là phương pháp đơn giản thường được dùng nhất để chế tạo tiểu cầu polymer có chứa hạt nano từ tính (sắt, oxit sắt) Polymer thường được dùng nhất là polystyrene [19]

Ví dụ, chế tạo tiểu cầu polystyrene có kích thước khoảng vài trăm nm có các hạt nano từ tính phân tán bên trong: Hạt nano Fe3O4 được chế tạo trước đó được chức năng hóa bề mặt bằng acid oleic kị nước có thể phân tán trong dung môi hữu

cơ như hexane hoặc toluen Hòa tan polystyrene trong một dung môi dễ bay hơi như

CH2Cl2 để thu được dung dịch A, rồi cho hạt nano từ tính Fe3O4 kị nước vào và khuấy đều bằng máy khuấy từ Dung dịch B tạo thành bằng cách trộn chất hoạt động bề mặt sodium dodecyl sulfate trong nước với một tỉ phần chất hoạt động bề mặt nhất định Trộn dung dịch A và dung dịch B bằng máy khuấy để tạo ra thể nhũ tương Hóa hơi dung môi CH2Cl2 bằng máy quay cất chân không trong thời gian 30 phút ở nhiệt độ khoảng 600C Sau khi dung môi hóa hơi hết, ta thu được các hình cầu polystyrene có chứa các hạt nano bên trong Tách lọc các tiểu cầu bằng máy li tâm Bằng cách thay đổi các thông số đầu vào mà các tiểu cầu có kích thước khác nhau như mong muốn [18]

1.1.3.3 Phương pháp sol-gel

Quá trình sol-gel bao gồm 2 loại phản ứng chính là phản ứng thủy phân và

phản ứng ngưng tụ

 Phản ứng thuỷ phân: Phản ứng thủy phân thay thế nhóm alkoxide (–

OR) trong liên kết kim loại alkoxide bằng nhóm hydroxyl (–OH) để tạo thành

liên kết kim loại hydroxyl

Phản ứng xảy ra qua nhiều giai đoạn Các hợp chất trung gian với 1, 2 và 3 nhóm –OH được hình thành liên tiếp bởi phản ứng sau ở dạng:

R’-Si(OR)3-x(OH)x + H2O → R-Si(OR)2-x(OH)x+1 + ROH (1.2) Trong đó x là 0, 1 và 2

Các thông số ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình thủy phân là pH, bản chất và nồng độ của chất xúc tác, nhiệt độ, dung môi, tỉ số H2O/precusor [18]

 Phản ứng ngƣng tụ:

Phản ứng ngưng tụ cũng xảy ra theo cơ chế thế nucleophine lưỡng phân tử SN2 xảy ra hoặc do sự loại ra một phân tử nước do phản ứng giữa hai nhóm silanol hoặc do loại ra một phân tử rượu do phản ứng giữa nhóm silanol và nhóm alkoxit Giai đoạn ngưng tụ này nhằm tạo ra cầu liên kết siloxane ( Si-O-Si ), đó là một đơn vị cơ bản của polime vô cơ

- Kết hợp và gel hóa

Các quá trình ngưng tụ liên tiếp tạo ra các hạt polime nhỏ là các đa diện đơn

vị nhỏ khoảng chục nguyên tử silica được liên kết bởi các cầu siloxanne

] [ SiOSi Quá trình này được mô tả bằng hai phương trình sau:

1.1.3.4 Phương pháp micelle

Micelle là hệ gồm 3 thành phần: chất hoạt động bề mặt, nước và dung môi Trong đó, chất hoạt động bề mặt là chất mà phân tử có hai đầu gồm một đầu kỵ nước và một đầu ưa nước Do đó, tùy thuộc vào pha của hệ là nhiều nước hay nhiều dung môi mà sẽ hình thành các hệ micelle thuận hay đảo

Hình 1.5 Các hệ micelle: (a) Hệ micelle thuận; (b) Hệ micelle đảo [20]

Trong hệ micell thuận hay còn gọi là vi nhũ dầu trong nước thì đầu ưa nước của chất hoạt động bề mặt quay ra ngoài, đầu kị nước quay vào trong, môi trường bên ngoài là nước, trong micell là dung môi Ngược lại, hệ micell đảo hay vi nhũ tương trong dầu thì đầu kỵ nước quay ra ngoài, đầu ưa nước quay vào trong, môi trường bên trong vi nhũ là nước, bên ngoài dung môi

Người ta sử dụng các hệ vi nhũ nay để chế tạo các hạt nano, trong đó các hệ micell chính là các trung tâm phản ứng nano (nanoreactor) Các quá trình thủy phân

và ngưng tụ của precursor silic (ví dụ như TEOS, MTEOS) sẽ xảy ra trong lòng các

hệ micell này Ứng với hai hệ micell thuận và đảo ta có hai phương pháp chế tạo tương ứng là phương pháp micell thuận và phương pháp micell đảo Kích thước của hạt nano được xác định bởi bản chất của chất hoạt động bề mặt, loại và lượng precursor, tỷ lệ dung môi/nước, xúc tác…[20]

1.1.3.5 Phương pháp St ber

Trong các phương pháp chế tạo vật liệu nano core-shell, phổ biến nhất là phương pháp Stöber Đây là một quá trình hóa lý để tạo ra các hạt đơn phân tán silica Quá trình này được phát hiện vào năm 1968 bởi Werner Stöber và các cộng

sự

Phương pháp này dựa trên quá trình sol-gel tức là phản ứng thủy phân và ngưng tụ của các silicon alkoxyde được pha loãng ở nồng độ thấp trong dung môi nước và chất đồng dung môi như acetone, ethanol, propanol và n-butanol hoặc trong hỗn hợp các rượu cũng như trong các ête với xúc tác là ammonia ở pH cao

Trong điều kiện loãng cao của các precursor, các hạt silica hình thành thay thế cho các mạng gel rắn Kích thước hạt có thễ điều khiển trong khoảng từ 50nm tới 2μm bằng cách thay đổi nồng độ ammonia và tỷ lệ alkoxyde và nước [20]

Phản ứng thủy phân có thể viết ngắn gọn dưới dạng sau:

Si(OC2H5)4 + 4H2O → Si(OH)4 + 4C2H5OH (1.7)

Hình 1.6 Biến tính bề mặt hạt nano từ tính bằng silica

theo phương pháp Stöber [20]

Hình 1.7 Cấu trúc của hạt nano core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2

chế tạo bằng phương pháp St ber [18]

Ưu điểm của phương pháp Stöber là tương đối đơn giản, không cần dùng chất hoạt động bề mặt cũng như dung môi sử dụng không độc và dễ dàng thay đổi, cho phép khống chế hình dạng và độ dày lớp vỏ một cách đơn giản thông qua việc điều chỉnh các thông số tổng hợp như thời gian bọc, nồng độ phản ứng, xúc tác, tiền chất Hạn chế của phương pháp là các hạt silica không đồng đều, đa phân tán và dính vào nhau, khó tạo các hạt nano silica có kích thước nhỏ dưới 100nm

1.2 Tổng quan về nano core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2

1.2.1 Tổng quan về Fe 3 O 4

Hình 1.8 Cấu tạo hạt nano core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2

Hạt oxit sắt từ Fe3O4 có cấu trúc tinh thể ferit lập phương cấu trúc spinel đảo, thuộc nhóm đối xứng Fd3m, hằng số mạng a = b = c = 0.8396 nm Số phân tử trong một ô cơ sở Z = 8, gồm 56 nguyên tử trong đó có 8 ion Fe2+, 16 ion Fe3+và 32 ion

O2-

Hình 1.9 Fe 3 O 4 đƣợc tìm thấy trong khoáng vật

Nếu kích thước của hạt sắt từ giảm đến một giá trị nào đó, tính sắt từ và ferri

từ biến mất, chuyển động nhiệt sẽ thắng thế và làm cho vật liệu trở thành vật liệu siêu thuận từ Đối với vật liệu siêu thuận từ, từ dư và lực kháng từ bằng không Ở trạng thái siêu thuận từ vật liệu hưởng ứng mạnh với từ trường ngoài nhưng khi không có từ trường hạt nano ở trạng thái mất từ tính hoàn toàn

Hình 1.10 Cấu trúc Spinel đảo quyết định tính chất từ của Fe 3 O 4

Các hạt nano Fe3O4 có nhiều ứng dụng trong đời sống như: chất lỏng từ, chất bôi trơn, vật liệu hấp thụ sóng điện từ… (trong công nghiệp), xử lý môi trường: lọc nước, thu hồi chất thải… và đặc biệt trong lĩnh vực Y-Sinh học → vì vậy cần đòi hỏi Fe3O4 NPs phải hòa tan trong nước tốt

1.2.2 Tổng quan về SiO 2

Điôxít silic là một hợp chất hóa học còn có tên gọi khác là silica (từ tiếng Latin silex), là một ôxít của silic có công thức hóa học là SiO2 và nó có độ cứng cao được biết đến từ thời cổ đại Phân tử SiO2 không tồn tại ở dạng đơn lẻ mà liên kết lại với nhau thành phân tử rất lớn Silica có hai dạng cấu trúc là dạng tinh thể và vô định hình

Hình 1.11 Cấu trúc Silica

Silica có thể được tổng hợp (điều chế) ở nhiều dạng khác nhau như silica gel, silica khói (fumed silica), aerogel, xerogel, silica keo (colloidal silica) Ngoài ra, silica NanospringsTM được sản xuất bởi phương pháp hơi lỏng-rắn ở nhiệt độ thấp bằng với nhiệt độ phòng

Hình 1.12 Hình thái các hạt Silica ở lớp vỏ (tổng hợp dựa trên phương pháp Stober) [11]

Hạt silica ổn định về cấu trúc, không độc, có khả năng tương thích sinh học cao, trơ hóa học → lớp vỏ silica có vai trò bảo vệ và khắc phục một số nhược điểm của phần lõi

thước hạt giảm dần, chất sẽ chuyển sang trạng thái đơn đômen (mỗi hạt sẽ là một đômen)

Các kim loại có tính sắt từ ở trang thái khối như các kim loại chuyển tiếp sắt, côban, niken thì khi kích thước nhỏ sẽ phá vỡ trật tự sắt từ làm cho chúng chuyển sang trạng thái siêu thuận từ Vật liệu ở trạng thái siêu thuận từ có từ tính mạnh khi

có từ trường và không có từ tính khi từ trường bị ngắt đi, tức là từ dư và lực kháng

từ hoàn toàn bằng không

Khi giảm kích thước của hạt xuống dưới một giới hạn nhất định, độ từ dư không còn giữ theo các hướng xác định bởi dị hướng hình dạng hoặc dị hướng từ tinh thể của hạt nữa Các hạt từ tính trở thành siêu thuận từ khi bán kính giảm xuống dưới 20nm Đường cong từ hóa của hạt siêu thuận từ là một đường thuận nghịch có từ dư Mr = 0 và lực kháng từ Hc = 0 [11]

Lực kháng từ phụ thuộc rất nhiều vào kích thước của hạt Khi kích thước của hạt giảm thì lực kháng từ tăng dần đến giá trị cực đại rồi tiến giảm rất nhanh về 0 như hình vẽ dưới đây

mạng hay bởi chính các nút mạng tinh thể trong kim loại khi quãng đường tự do trung bình của điện tử nhỏ hơn kích thước Nhưng khi kích thước của kim loại nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình thì hiện tượng dập tắt không còn nữa mà điện tử

sẽ dao động cộng hưởng với ánh sáng kích thích

Do vậy, tính chất quang của hạt nano được có được do sự dao động tập thể của các điện tử dẫn đến từ quá trình tương tác với bức xạ sóng điện từ Khi dao động như vậy, các điện tử sẽ phân bố lại trong hạt nano làm cho hạt nano bị phân cực điện tạo thành một lưỡng cực điện Do vậy xuất hiện một tần số cộng hưởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng các yếu tố về hình dáng, độ lớn của hạt nano và môi trường xung quanh là các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất

Ngoài ra, mật độ hạt nano cũng ảnh hưởng đến tính chất quang Nếu mật độ loãng thì có thể coi như gần đúng hạt tự do, nếu nồng độ cao thì phải tính đến ảnh hưởng của quá trình tương tác giữa các hạt [14]

1.2.4 Phương pháp điều chế hạt nano từ tính

Hạt nano sắt từ có thể điều chế bằng nhiều phương pháp khác nhau, thông thường gồm những phương pháp sau [21]:

˗ Phương pháp đồng kết tủa: hạt nano sắt từ tạo thành có kích thước từ 30-100

nm, hoặc kích thước nhỏ hơn 2 -15 nm bằng cách thay đổi pH và nồng độ

ion trong dung dịch

˗ Phương pháp vi nhũ tương: phương pháp này được ứng dụng từ khá lâu do

khả năng điều khiển dễ dàng của nó

˗ Phương pháp polyol: hạt nao oxit sắt với đường kính 100nm có thể được hình thành bằng cách trộn tỉ lệ không cân đối hydroxide sắt với dung dịch

hữu cơ

˗ Phương pháp hóa siêu âm: là các phản ứng hóa học có sự hỗ trợ của sóng siêu âm Đây là phương pháp đơn giản để chế tạo hạt nano sắt từ có độ bão

hòa khá cao

Hình 1.14 (a) Ảnh TEM của hạt nano Fe 3 O 4 (b) và (c) Ảnh TEM của hạt nano core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2

Thông thường hệ thuốc/hạt tạo ra một chất lỏng từ và đi vào cơ thể thông qua

hệ tuần hoàn Khi các hạt đi vào mạch máu, người ta dùng một gradient từ trường ngoài rất mạnh để tập trung các hạt vào một vị trí nào đó trên cơ thể

Một khi hệ thuốc/hạt được tập trung tại vị trí cần thiết thì quá trình nhả thuốc

có thể diễn ra thông qua cơ chế hoạt động của các enzym hoặc các tính chất sinh lý học do các tế bào ung thư gây ra như độ pH, quá trình khuyếch tán hoặc sự thay đổi

của nhiệt độ

Hình 1.15 Nguyên lí dẫn thuốc dùng hạt nanô từ tính: Một thanh nam

châm bên ngoài rất mạnh tạo ra một gradient từ trường kéo các hạt nanô từ tính gắn với thuốc đến vị trí mong muốn Ở đó quả trình nhả thuốc diễn ra làm cho hiệu quả

sử dụng thuốc được tăng lên nhiều lần

Một trong những nhược điểm quan trọng nhất của hóa trị liệu đó là tính không đặc hiệu Khi vào trong cơ thể, thuốc chữa bệnh sẽ phân bố không tập trung nên các tế bào mạnh khỏe bị ảnh hưởng do tác dụng phụ của thuốc Chính vì thế việc dùng các hạt từ tính như là hạt mang thuốc đến vị trí cần thiết trên cơ thể (thông thường dùng điều trị các khối u ung thư) đã được nghiên cứu từ những năm

1970, những ứng dụng này được gọi là dẫn truyền thuốc bằng hạt từ tính

Có hai lợi ích cơ bản là: (i) thu hẹp phạm vi phân bố của các thuốc trong cơ thể nên làm giảm tác dụng phụ của thuốc; và (ii) giảm lượng thuốc điều trị

Quá trình vật lý diễn ra trong việc dẫn truyền thuốc cũng tương tự như trong phân tách tế bào Gradient từ trường có tác dụng tập trung hệ thuốc/hạt Hiệu quả của việc dẫn truyền thuốc phụ thuộc vào cường độ từ trường, gradient từ trường, thể tích và tính chất từ của hạt nano

Các chất mang thường đi vào các tĩnh mạnh hoặc động mạch nên các thông

số thủy lực như thông lượng máu, nồng độ chất lỏng từ, thời gian tuần hoàn đóng vai trò quan trọng như các thống số sinh lý học như khoảng cách từ vị trí của thuốc đến nguồn từ trường, mức độ liên kết thuốc/hạt, và thể tích của khối u

Các hạt có kích thước micrô mét (tạo thành từ những hạt siêu thuận từ có kích thước nhỏ hơn) hoạt động hiệu quả hơn trong hệ thống tuần hoàn đặc biệt là ở các mạch máu lớn và các động mạch Nguồn từ trường thường là nam châm NdFeB

có thể tạo ra một từ trường khoảng 0,2 T và gradient từ trường khoảng 8 T/m với động mạch đùi và khoảng 100 T/m với động mạch cổ Điều này cho thấy quá trình dẫn thuốc bằng hạt nanô từ tính có hiệu quả ở những vùng máu chảy chậm và gần nguồn từ trường Tuy nhiên, khi các hạt nano chuyển động ở gần thành mạch máu thì chuyển động của chúng không tuân theo định luật Stoke nên với một gradient từ trường nhỏ hơn quá trình dẫn thuốc vẫn có tác dụng [14]

Phân tách và chọn lọc tế bào

Trong y sinh học phải thường xuyên tách một loại thực thể sinh học nào đó

ra khỏi môi trường của chúng để làm tăng nồng độ khi phân tích hoặc cho các mục đích khác Phân tách tế bào sử dụng các hạt nanoshell có từ tính là một trong những phương pháp thường được sử dụng Quá trình phân tách được chia làm hai giai đoạn: đánh dấu thực thế sinh học cần nghiên cứu và tách các thực thể được đánh dấu ra khỏi môi trường bằng từ trường [14]

Phối hợp đốt nhiệt, quang nhiệt

Trong phương pháp đốt nhiệt, các hạt nano từ tính được phân tán trong các

mô mong muốn, sau đó tác dụng một từ trường xoay chiều bên ngoài đủ lớn (cường

độ và tần số) tác dụng lên hạt nano để chúng tạo ra nhiệt nung nóng những vùng xung quanh Nhiệt độ khoảng 42 °C trong khoảng 30 phút có thể đủ để giết chết các

tế bào ung thư Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu ứng đốt nhiệt là lưu lượng máu và phân bố của các mô hoặc sử dụng liệu pháp quang nhiệt in – vivo, tức là dùng nguồn laze chiếu vào

Trong trường hợp này chỉ sử dùng nguồn sáng hồng ngoại gần (NIR) vì chỉ loại ánh sáng này mới có khả năng đi sâu vào cơ thể qua cửa sổ của da (800-900 nm) do đây là vùng cực tiểu của hấp thụ của hồng cầu và của nước [14]

1.3.2 Một số nghiên cứu nano core-shell từ tính trong và ngoài nước

Ở Việt Nam, việc chế tạo các hạt nano từ tính đã được thực hiện một vài năm trước đây bằng phương pháp hóa, phương pháp phún xạ, Phương pháp cơ học (nghiền) cũng bắt đầu được thử nghiệm Có điều đặc biệt là các nghiên cứu chế tạo hạt nano từ đều tập trung định hướng vào các ứng dụng trong y - sinh học [14]

Ngoài các ứng dụng để tách tế bào, dẫn thuốc, nung nóng cục bộ đã nêu ở trên, còn có thể chế tạo các hạt nano từ mang các chất phát quang Khi đi vào cơ thể, các hạt mang loại này sẽ khu trú tập trung tại các vùng bệnh Kết hợp với kỹ thuật thu nhận tín hiệu phản xạ quang, dựa vào cường độ phản xạ ra bên ngoài chúng ta có thể đóan nhận được vị trí của các mầm bệnh và có các biện pháp điều trị kịp thời [14]

Để giải quyết bài toán này, ngoài việc nghiên cứu quá trình sinh hóa trong cơ thể, các phương pháp tăng hiệu quả dẫn truyền hạt nano, còn phải tìm ra các vật liệu phát quang tốt có khả năng kết hợp với các hạt nano từ tính

Hạt nano không chỉ có công dụng tiêu diệt các tế bào ung thư mà nó còn có thể được dùng để thúc đẩy hoạt động của các tế bào cần thiết cho cơ thể Không chỉ

có thế, ta còn có thể ứng dụng nó như một chất xúc tác để chống ô nhiễm hay cải thiện khả năng lưu trữ của pin và các vật liệu trữ năng lượng

* Một số nghiên cứu ở Việt Nam:

- Ứng dụng của hạt nano oxit sắt từ để tách chiết DNA, đến tế bào bạch cầu

và cải tiến quá trình xử lý nước nhiễm bẩn [15]

- Ứng dụng hạt nano từ tính trong việc xử lý nước bị nhiễm Asenic [14]

* Một số nghiên cứu ở ngoài nước:

- Chế tạo hạt nano core-shell từ tính Fe3O4@SiO2 ứng dụng ghép nối liên kết sinh học trong cơ thể [2]

- Sử dụng hạt nano core-shell Fe3O4@SiO2 làm chất độn polymer [9]

- Sử dụng làm chất nâng cao tính từ cho vật liệu từ tính [5]

- Ứng dụng y – sinh học [3]

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Tổng hợp thành công vật liệu nano core-shell Fe3O4@SiO2

- Khảo sát điều kiện phản ứng tối ưu của quá trình tổng hợp vật liệu nano core-shell Fe3O4@SiO2 thông qua việc đánh giá độ từ tính của các hạt khi thay đổi

tỉ lệ TEOS:Fe3O4 và thời gian phản ứng (t)

2.2 Nội dung nghiên cứu

Tổng hợp vật liệu nano core-shell Fe3O4@SiO2 bằng phương pháp Stöber , xác định được điều kiện phù hợp để điều chế vật liệu nano core-shell Fe3O4@SiO2

Phân tích cấu trúc hạt bằng các phương pháp: XRD, TEM, BET và khảo sát

độ từ tinh của các hạt nano core-shell Fe3O4@SiO2 bằng các phương pháp từ kế mẫu rung VSM

2.3 Phương pháp tổng hợp vật liệu

2.3.1 Hóa chất và thiết bị

Bảng 2.1 Danh sách hóa chất

Hóa chất Độ tinh khiết Xuất xứ

Tetraethylorthosilicate (TEOS)

SiC8H20O4

98%

Acros – Bỉ Ethanol

C2H5OH

99.5%

Trung Quốc Trisodium salt dehydrate

C6H5Na3O7 2H2O

99%

Trung Quốc Ferrous sulfate

FeSO4 4H2O

99%

Trung Quốc Ferric chloride

NaOH

98%

Trung Quốc Sodium nitrate

Bảng 2.2 Danh sách dụng cụ và thiết bị thí nghiệm

2.3.2 Tổng hợp vật liệu nano core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2

Bước 1: Tổng hợp lõi Fe3O4 NPs bằng phương pháp kết tủa kiềm

Bước 2: Tổng hợp core-shell Fe3O4@SiO2 NPs bằng phương pháp Stober sử dụng xúc tác NH4OH dựa trên quá trình thủy phân và ngưng tụ

2.3.2.1 Tổng hợp lõi Fe 3 O 4 NPs bằng phương pháp kết tủa kiềm

Hình 2.1 Sơ đồ điều chế lõi Fe 3 O 4

Thuyết minh quy trình:

Các hạt nano Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa Fe2+ và

Fe3+ trong môi trường kiềm Trong quy trình này, lần lượt sử dụng dung dịch kiềm

NH4OH và NaOH

Chuẩn bị hỗn hợp gồm 20ml dung dịch FeCl3 1M và 10ml dung dịch FeCl21M cho vào 40ml dung dịch kiềm NH4OH 2M hoặc NaOH 2M; hỗn hợp đem khuấy đều bằng máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng khoảng 15 phút, sau đó gia nhiệt nhiệt ở

800C trong 45 phút

Hỗn hợp thu được sau phản ứng gồm kết tủa màu đen và các chất hòa tan Kết tủa màu đen Fe3O4 được tách ra nhờ một nam châm, và rửa nhiều lần với nước đến khi pH = 6-7 Hòa tan Fe3O4 trong 50ml dung dịch C6H5Na3O7.2H2O 2M rồi đem ly tâm 4000 vòng/phút trong 45 phút để hấp thụ kiềm dư

Kết tủa Fe3O4 sau đó được đem sấy khô trong tủ sấy ở 800C

Cơ sở của thí nghiệm dựa theo phương trình sau:

2Fe3+ + Fe2+ + 8OH- → Fe3O4↓ + 4 H2O