intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

BÁO CÁO " NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP Ag-NANO/ CARBON NANOTUBES (CNTs)/ COTTON VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM KHUẨN "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST
Báo xấu
148
lượt xem 33
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vật liệu kháng khuẩn dựa trên cơ sở" bạc nano hạt (Nanoparticle silver)" hiện đang được đầu tư nghiên cứu rất nhiều trên thế giới nhờ khả năng diệt khuẩn rất tốt và không gây độc đối với sức khỏe con người.Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi đã tổng hợp thành công vật liệu "Silver nanoparticles/ carbon nanotubes/ cotton" và thiết kế hệ thống lọc nước sử dụng loại vật liệu này. Kết quả thu được, bạc nano hạt có kích thước 5 ÷ 6 nm được phân tán rất tốt trên CNTs và cotton bằng các phương...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÁO CÁO " NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP Ag-NANO/ CARBON NANOTUBES (CNTs)/ COTTON VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM KHUẨN "

  1. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP Ag-NANO/ CARBON NANOTUBES (CNTs)/ COTTON VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM KHUẨN STUDY ON SYNTHESIS OF COMPOSITES CONTAINING Ag-NANO/CARBON NANOTUBES (CNTs)/ COTTON AND THEIR APPLICATIONS ON TREATING BACTERIUM-CONTAMINATED WATER SVTH: Đỗ Quỳnh My, Phan Diệu Phương Lớp 07H5, Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẵng Trương Minh Hoàng Lớp 08H5, Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẵng GVHD: PGS.TS. Nguyễn Đình Lâm Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẵng TÓM TẮT Vật liệu kháng khuẩn dựa trên cơ sở" bạc nano hạt (Nanoparticle silver)" hiện đang được đầu tư nghiên cứu rất nhiều trên thế giới nhờ khả năng diệt khuẩn rất tốt và không gây độc đối với sức khỏe con người.Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi đã tổng hợp thành công vật liệu "Silver nanoparticles/ carbon nanotubes/ cotton" và thiết kế hệ thống lọc nước sử dụng loại vật liệu này. Kết quả thu được, bạc nano hạt có kích thước 5 ÷ 6 nm được phân tán rất tốt trên CNTs và cotton bằng các phương pháp vật lý. Nhờ tác dụng của dòng điện, hệ thống lọc có khả năng diệt khuẩn đến >95% trong thời gian chỉ sau một vài giây tiếp xúc với lưu lượng nước chảy qua vật liệu lọc là 40000 L/h.m2. ABSTRACT Antibacterial materials based on silver nanoparticles have being researched and developed widely in the world thanks to their good ability of bacterial deactivation and non-toxicity. In this study, we have successfully synthesized the “Silver nanoparticles/ Carbon nanotubes/ cotton” composite and designed a water filter system based on this material. The results of this study show that the silver nanoparticles are homogenously distributed of 5 ÷ 6 nm in size. They are dispersed very well on CNTs and this Ag- nano/CNTs composite was coated on cotton by simple wet impregnation. The positive effect of an electric current on the anti-bacterial property of the material has been demonstrated. Our system can deactivate more than 95% of bacteria in water with contact time of only several seconds corresponding to flow rate of 40000 L/h.m2. 1. Đặt vấn đề Bạc từ lâu đã được biết tới là một chất diệt khuẩn hiệu quả và được sử dụng để làm các dụng cụ sinh hoạt. Tuy nhiên, trước đây đồ dùng bằng bạc không được sử dụng rộng rãi do giá thành cao. Từ khi công nghệ Nano ra đời thì ứng dụng của bạc mới phát triển lên một tầm cao mới. Sở dĩ nano bạc được nghiên cứu ứng dụng vào việc kháng khuẩn vì bạc là kháng sinh tự nhiên và không gây tác dụng phụ. Nano bạc không gây phản ứng phụ, không gây độc cho người và vật nuôi khi nhiễm lượng nano bạc bằng nồng đ ộ diệt khuẩn (khoảng nồng độ < 100ppm). dạng phân tán với kích thước nanomet thì khả năng diệt khuẩn của bạc được tăng lên gấp bội nhờ diện tích bề mặt riêng (m2/g) tăng nhanh. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi ở kích thước nano (từ 1 – 100 nm), hoạt tính sát khuẩn của bạc tăng lên khoảng 50000 lần so với bạc dạng khối, như vậy 1 g bạc Nano có thể sát khuẩn cho hàng trăm m2 chất nền. 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. Tuy nhiên cho tới nay, cơ chế kháng vi sinh vật của nano bạc vẫn chưa được hiểu biết rõ ràng. Bằng các kỹ thuật chụp ảnh kính hiển vi điện tử có độ phóng đại cao (TEM, SEM…), kết quả nghiên cứu cho thấy, hạt nano bạc bám dính với các thành phần điện tích âm trên bề mặt tế bào vi khuẩn, virut làm thay 1
  2. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 đổi tính thấm và sự hô hấp của màng tế bào. Ngoài ra, các hạt bạc có kích thước nhỏ chui vào trong tế bào, kết hợp với các enzym hay DNA có chứa nhóm sunfua hoặc phosphate gây bất hoạt enzym hay DNA dẫn đến gây chết tế bào. Hơn nữa, bạc nano có khả năng giải phóng Ag+ làm tăng hiệu quả diệt khuẩn của bạc nano [1]. Điều chế bạc kim lọai có kích thước nano có thể tiến hành bằng nhiều phương pháp khác nhau, nhưng phương pháp hóa học được xem là rẻ tiền và ít rủi ro nhất. Theo phương pháp hóa học, thông thường nano bạc kim loại được điều chế trong dung dịch bằng cách hoàn nguyên bạc từ bạc cơ nguyên tố hay trực tiếp từ bạc nitrat trong môi trường có mặt chất hữu cơ và các chất phân tán (các polymer tan trong nước). Trong đề tài này, chúng tôi hướng đến loại vật liệu lọc mới “Ag nano hạt phân tán trên carbon nanotubes trên nền vải cotton” nhằm kết hợp đặc tính diệt khuẩn tuyệt vời của Ag nano và khả năng dẫn điện và bề mặt riêng lớn của CNTs để chế tạo ra vật liệu có hiệu quả kháng khuẩn tốt và mang tính ứng dụng cao. Không những thế, theo những nghiên cứu gần đây, carbon nanotubes với kích thước nano cũng có khả năng hấp phụ vi khuẩn và góp phần tăng cường hiệu quả diệt khuẩn của hệ thống [2]. Nhờ những ưu điểm nổi bật như rẻ, sẵn có, có độ bền cơ và bền hóa cao, vải cotton được sử dụng trong hệ thống này như là vật liệu để phân tán Ag nano và CNTs. Bên cạnh đó, kích thước lỗ xốp giữa các sợi cotton nằm trong khoảng từ 10 – 100 μm, lớn hơn rất nhiều so với kích thước vi khuẩn, tránh sự tắc nghẽn hệ thống lọc [3]. Kết quả thử nghiệm cho thấy khả năng diệt khuẩn của vật liệu rất tốt và có khả năng ứng dụng trong thực tế. 2. Thực nghiệm Quá trình thực nghiệm được chia làm 3 phần. Phần thứ nhất là điều chế dung dịch bạc nano, phần tiếp theo là tiến hành phân tán hạt nano bạc trên CNTs và đưa Ag/CNTs lên vải cotton. Phần cuối cùng là đánh giá khả năng diệt khuẩn của hệ thống lọc. 2.1. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm 2.1.1 Hóa chất AgNO3 dạng tinh thể, NH4OH, glucose được sản xuất và phân phối bởi công ty cổ phần hóa chất Việt Nam, methanol, HNO3 có nguồn gốc từ Xilong chemical company, ethanol có nguồn gốc từ Guangdong Guanghua chemical factory, polyvinylalcohol (PVA-217) là loại hóa chất công nghiệp có xuất xứ từ Singapore được sử dụng trực tiếp không qua xử lý. 2.1.2 Dụng cụ thí nghiệm Máy khuấy từ, lò nung, tủ sấy, đèn hơi cao áp thủy ngân OSRAM 250W, máy đánh siêu âm VC 505- VC750, thiết bị đếm khuẩn lạc…, 2.2. Các kỹ thuật hóa lý đánh giá đặc trưng sản ph m Ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM của vật liệu nghiên cứu được thực hiện bởi thiết bị EM AB NIHE tại viện Hóa Học Công Nghiệp – Hà Nội. Ảnh hiển vi điện tử qu t SEM của vật liệu tổ hợp Ag nano/ CNTs-funct/ cotton được thực hiện bởi thiết bị S4800-NIHE (10V) tại viện Hóa Học Công Nghiệp – Hà Nội. hổ hồng ngoại của vật liệu CNTs và CNTs- unct được xác định bởi thiết bị Nicolet 00 thực hiện tại Trung tâm hân tích và hân loại hành hóa Hải Quan Miền Trung – Tổng cục Hải quan. h p phân tích phổ tán sắc năng lượng tia (E ) được sử dụng để phân tích hàm lượng Ag của vật liệu tổ hợp được thực hiện tại viện Hóa Học Công Nghiệp – Hà Nội. 2.3. Điều chế keo bạc nano Cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt 100 ml dung dịch bạc nitrat (AgNO3) 10-3M và 30ml ethanol 99%. Tiếp tục cho 2.5 ml dung dịch ammoniac 0.4% để thực hiện phản ứng tạo phức bạc ammoni [Ag(NH3)2]+. 2
  3. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 Sau đó cho 1g VA vào dung dịch và tiến hành khuấy từ ở nhiệt độ thường trong vòng 1h. Phản ứng Tollens xảy ra khi cho 0.2g glucose vào dung dịch nghiên cứu và khuấy từ dưới tác dụng của đèn hơi cao áp thủy ngân cho đến khi dung dịch chuyển sang màu vàng đậm bền vững đặc trưng. Ta thu được dung dịch keo bạc nano. 2.4. Tổng hợp và chức hóa Carbon nanotubes (CNTs) Với trang thiết bị hiện có của phòng thí nghiệm lọc hóa dầu – Đại học Bách khoa Đà Nẵng , chúng tôi đã tổng hợp thành công Carbon nanotubes (CNTs) theo phương pháp kết tụ hóa học trong pha hơi (CVD)[4] với chất xúc tác là Fe/γAl2O3, nguồn cung cấp Carbon là khí dầu mỏ hóa lỏng ( G). Sơ đồ tổng hợp CNTs được trình bày trên hình 1. Hình 1: Dây chuyền tổng hợp CNTs theo phương pháp CVD CNTs thô được tiến hành chức hóa bằng việc xử lý trong dung dịch HNO3 đậm đặc. Quá trình chức hóa diễn ra như sau: cho 5 g CNTs vào bình cầu hai cổ cùng với 200 ml axit HNO3 63%, sau đó tiến hành nâng nhiệt độ của bình cầu chứa axit-CNTs lên đến 70oC, hỗn hợp khuấy từ liên tục. Hệ thống được lắp đặt ống sinh hàn hồi lưu để hạn chế sự thất thoát của axit vào môi trường. Sơ đồ hệ thống chức hóa CNTs được mô tả trên hình 2. Quá trình chức hóa CNTs được thực hiện trong vòng 24 giờ. CNTs sau khi chức hóa, ký hiệu là CNTs- unct, được thu hồi bằng lọc hút chân không và rửa nhiều lần bằng nước cất cho đến khi đạt pH trung tính. Kết thúc quá trình này, chúng tôi thu được CNTs được gắn thêm các nhóm chức –OH, –COOH…đặc trưng trên bề mặt của chúng. Hình 2: Hệ thống chức hóa CNTs bằng acid HNO3 đặc ở nhiệt độ 70oC. 2.5. Tổng hợp vật liệu tổ hợp Ag-nano/CNTs-funct/cotton b ng phương pháp th y nhiệt Sau khi chức hóa CNTs bằng acid HNO3, nhờ sự tương hợp tốt giữa nhóm chức –COOH tạo ra trên bề mặt CNTs và Ag, Ag nano được tạo thành từ phản ứng Tollens sẽ được phân tán trên nền CNTs bằng phương pháp thủy nhiệt được thực hiện trong các Autoclave bằng th p không gỉ với lớp lót là nhựa 3
  4. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 Te lon. Nhiệt độ tiến hành thủy nhiệt là 150oC với thời gian là 24 h. Tỷ lệ khối lượng của Ag/CNTs-funct được chọn là 2/1. Mẫu thu được sau quá trình thủy nhiệt sẽ được lọc chân không và sấy ở 120oC. Mẫu rắn Ag-nano /CNTs-funct được đánh giá các đặc trưng bằng thiết bị hiển vi điện tử qu t SEM có tích hợp phổ tán xạ năng lượng tia (EDX), thiết bị hiển vi điện tử truyền qua TEM và phổ hồng ngoại biển đổi Fourrier (FT-IR). Việc phân tán Ag-nano/CNTs-funct lên trên vải cotton được thực hiện bằng phương pháp tẩm ướt. Cho 0,1 g vật liệu tổ hợp Ag-nano/CNTs-funct vào trong 30ml dung dịch methanol và khuấy siêu âm trong 5 phút. Tiến hành tẩm ướt dung dịch thu được lên trên tấm vải. Tấm vải lọc ở đây sử dụng chất liệu cotton có kích thước là 2,5cm x 10 cm. Sau khi sấy khô vải, ta thu được vật liệu lọc nước Ag/CNTs- funct/Cotton. 2.6. Thiết kế hệ th ng l c và đánh giá khả năng diệt khu n c a vật liệu tổ hợp Sơ đồ nguyên lý hệ thống lọc vi khuẩn và ảnh của hệ thống thí nghiệm được thể hiện ở hình 3. Tấm vải lọc có đường kính 4mm, chiều dài là 2,5cm tương ứng với tốc độ lọc nước là 0.5 /h. ưu lượng lọc trên hệ thống này tương ứng với một lưu lượng lọc là 40000L/h.m2. Hiệu điện thế khảo sát nằm trong khoảng ± 20V. Khả năng diệt khuẩn của vật liệu được đánh giá tại các giá trị hiệu điện thế là -20, -10, 0, 10, 20V, từ đó xác định được hiệu điện thế thích hợp cho được hiệu quả diệt khuẩn tối ưu. Hình 3: Hệ thống lọc nước Thí nghiệm đánh giá hiệu quả diệt khuẩn trong nước của vật liệu lọc dựa trên vi khuẩn E.coli. Nước cất sau khi đã thanh trùng sẽ được cấy vào một lượng E.coli nhất định (nước trước khi lọc). Trích 1ml nước trước khi lọc cho vào hộp petri và phân tán đều ra toàn bộ mặt đĩa cùng với dung dịch môi trường agar rồi nuôi trong tủ ấm ở 3 oC trong 24h. Nước cất sau khi đã cấy E.coli sẽ được lọc khử vi khuẩn bằng hệ thống lọc nêu trên. Nước sau khi lọc cũng được trích 1ml mẫu cho vào trong hộp petri và thực hiện các thao tác nuôi vi khuẩn như miêu tả ở trên. Hiệu suất diệt khuẩn của vật liệu lọc Ag-nano/ CNTs- funct/cotton được xác định bằng cách đếm số lượng vi khuẩn E.coli sau khi nuôi cấy bằng thiết bị đếm khuẩn lạc của nước trước và sau khi đi qua hệ thống lọc. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Keo bạc nano hương trình phản ứng tổng hợp keo bạc nano xảy ra như sau: [Ag(NH3)2]+ (aq) + RCHO(aq) → Ag(s) + RCOOH(aq) Trong phản ứng này, glucose đóng vai trò là tác nhân khử, khử ion Ag + của phức bạc amoni thành Ago, vì vậy dung dịch chuyển sang màu vàng đặc trưng như được mô tả trên hình 4, chứng tỏ có sự xuất hiện của nano bạc [6]. Nhờ sự có mặt của chất phân tán VA, hạt nano bạc tạo thành được bao bọc, tránh sự kết tụ lại với nhau, điều này giúp tăng khả năng bảo vệ bạc nano. Trong quá trình khử phức bạc, đèn 4
  5. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 UV được sử dụng nhằm kiểm soát đường kính và sự phân bố đồng đều kích thước của các hạt nano bạc. hương pháp tổng hợp này còn rất thân thiện với môi trường do các hóa chất sử dụng không gây độc hại. Hình 4: Dung dịch keo bạc nano Vật liệu tổ hợp g-nano/CNTs-funct/cotton 3.2. Kết quả chụp TEM của vật liệu CNTs tổng hợp được được trình bày trên hình 5 cho thấy kích thước của các ống carbon (CNTs) nằm trong khoảng 10 – 30nm. Hình 5: Ảnh TEM của CNTs Trong quá trình thí nghiệm, chúng tôi nhận thấy rằng việc phân tán dung dịch keo bạc lên trên CNTs không hiệu quả do không có sự tương hợp tốt giữa CNTs kỵ nước và bạc nano tan tốt trong nước. o vậy, chúng tôi tiến hành chức hóa CNTs nhằm tạo ra các nhóm chức -COOH, -OH… trên bề mặt CNTs. Từ kết quả nghiên cứu bằng phổ FT-IR của CNTs- unct được trình bày trên hình 6, chúng ta có thể thấy sự xuất hiện 1 peak mới tại số sóng 1743 cm-1, đây là peak đặc trưng cho dao động của nhóm C = O trong nhóm chức –COOH [7]. Điều này chứng tỏ rằng chúng tôi đã chức hóa thành công CNTs bằng acid HNO3. Mặt khác, việc xử lý CNTs trong dung dịch acid HNO3 còn góp phần loại bỏ các tạp chất có mặt trong CNTs như hạt xúc tác Fe, chất mang γAl2O3… 5
  6. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 Hình 6. Phổ hồng ngoại của CNTs và CNTs-funct Chính nhờ khả năng tương tác tĩnh điện giữa hạt nano Ag và các nhóm chức này đã mang lại sự phân tán rất tốt các hạt nano bạc trên bề mặt CNTs- unct như được đã được chứng minh bằng ảnh thu được từ kính hiển vi điện tử qu t độ phân giải cao (SEM) như được trình bày trên hình 7. Bạc nano bị khử và phân tán trên CNTs-funct bằng phương pháp thủy nhiệt như đã trình bày ở phần trên. Hình 7: SEM của Ag nano hạt/CNTs-funct Kết quả thu được từ kỹ thuật SEM trên vật liệu tổ hợp Ag-nano/CNTs-funct trên hình 7 cho thấy có sự xuất hiện các hạt nano bạc với kích thước 5-6 nm phân tán đồng đều trên các ống carbon nano. Kết quả phân tích phổ tán sắc năng lượng tia (E ) trên các vùng bề mặt đủ lớn được trình bày trên hình 8 cho chúng ta thấy rõ hơn sự phân bố và hàm lượng của Ag nano trên CNTs-funct. Element Weight% Atomic% CK 69.36 95.19 Zr L 4.68 0.84 Ag L 25.96 3.97 Totals 100.00 6
  7. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 Element Weight% Atomic% CK 72.93 95.83 Fe K 0.87 0.25 Zr L 3.19 0.55 Ag L 23.00 3.37 Totals 100.00 Hình 8: Ảnh SEM và kết quả phân tích nguyên tố bằng EDX của vật liệu tổ hợp Ag-nano/CNTs-funct. Kết quả nghiên cứu kết hợp SEM-EDX trên hình 8 chứng tỏ Ag ở dạng nano phân bố tốt trên CNTs- funct với hàm lượng Ag từ 23 ÷ 2 % tương ứng với tỷ lệ Ag/CNTs ≈ 1/3. Tuy nhiên, không phải tất cả các hạt nano bạc đều được phân tán hoàn toàn trên ống CNTs. Kết quả SEM/E cũng cho thấy sự tạo thành tinh thể Ag với kích thước từ 100 ÷ 150 nm tại một số điểm và như vậy kết quả E tương ứng cho thấy hàm lượng bạc rất lớn (> 0%) như được miêu tả trên hình 9. Kết quả này cho thấy rằng với tỷ lệ khối lượng Ag/CNTs = 2/1 một số hạt nano bạc bị kết tụ lại tạo thành các tinh thể Ag lớn và rời rạc. Element Weight% Atomic% CK 27.81 77.58 Ag L 72.19 22.42 Totals 100.00 Hình 9: Ảnh chụp SEM/ EDX của Ag/CNTs-funct có xuất hiện tinh thể Ag Sự xuất hiện các tinh thể Ag này có thể giải thích là do lượng Ag sử dụng ban đầu quá lớn so với bề mặt tiếp nhận của CNTs-funct, do đó lượng Ag còn lại sau khi đã phân tán trên CNTs-funct sẽ bị kết tụ lại với nhau. Điều chỉnh tỷ lệ phù hợp của Ag/CNTs-funct để làm tăng hiệu quả sử dụng bạc chính là hướng phát triển trong thời gian sắp tới của đề tài. 7
  8. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 Quá trình tẩm Ag- nano/CNTs-funct lên vải cotton đã được thực hiện thành công khi cotton và vật liệu tổ hợp Ag-nano/CNTs- unct liên kết tốt, không bị thôi ra trong quá trình sử dụng. Ảnh quang học của vật liệu lọc và ảnh SEM của nó cho thấy cấu trúc của vật liệu lọc Ag-nano/CNTs-funct không bị biến đổi khi tẩm lên cotton như được trình bày trên hình 10. Điện trở của tấm vật liệu lọc Ag nano hạt/CNTs-funct /cotton nằm trong khoảng từ 5 -10 kΩ. Hình 10: Vật liệu Ag nano/ CNTs-funct/ cotton 3.3. Đánh giá hiệu suất diệt khu n c a vật liệu l c tổ hợp g-nano/CNTs-funct/cotton Hiệu suất diệt khuẩn cao nhất qua một lần lọc trong hệ thống thí nghiệm nêu trên là > 95%. Điều này được ghi nhận rõ bằng số lượng khuẩn lạc xuất hiện trên các đĩa petri chứa các mẫu nước trước và sau lọc như được mô tả của các ảnh chụp trên hình 11. Hình 11: Sự phát triển của khuẩn lạc trên mẫu nước trước khi lọc (trái) và sau khi lọc (phải). Ảnh hưởng của hiệu điện thế đặt vào hệ thống đến hiệu quả diệt khuẩn được trình bày trên hình 12. Kết quả này cho thấy rằng ở hiệu quả diệt khuẩn cao nhất ứng với điện thế -10V trên bề mặt vật liệu lọc. 8
  9. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 Hiệu điện thế được sử dụng ở đây nhằm hai mục đích. Thứ nhất, nó sẽ tạo một hiệu điện thế giữa bên trong và bên ngoài thành tế bào vi khuẩn, khi giá trị này vượt quá điện áp đánh thủng của màng tế bào (khoảng 400mV) [3] thì sẽ dẫn đến sự phá hủy tế bào vi khuẩn. Quá trình này đã được nhiều nhà khoa học quan tâm và biết đến với tên gọi là Electroporation [3]. Thứ hai, với việc áp đặt giá trị điện thế này sẽ tạo ra một dòng điện cỡ vài mA và sẽ làm tăng khả năng xuất hiện Ag+ trên bề mặt vật liệu lọc do đó sẽ làm tăng hiệu quả diệt khuẩn [3]. 100 90 95 80 82 81 70 72 60 56 50 40 30 20 10 0 -20 -10 0 10 20 Hình 12: Ảnh hưởng của hiệu điện thế sử dụng đến hiệu quả diệt khuẩn của Ag-nano/CNTs-funct/Cotton. KẾT LUẬN Với các điều kiện sẵn có của phòng thí nghiệm tại khoa Hóa, trường Đại học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng, chúng tôi đã tổng hợp thành công vật liệu tổ hợp Ag-nano/ CNTs-funct/cotton. Các kết quả phân tích chứng tỏ có sự hình thành bạc nano có kích thước 5- nm và được phân tán rất tốt trên bề mặt CNTs-funct. Vật liệu được ứng dụng vào hệ thống lọc nước với hiệu suất diệt khuẩn tốt. Với ưu điểm là xử lý nước với khối lượng lớn trong thời gian ngắn, hiệu quả kinh tế cao với các nguồn nguyên liệu đều được sản xuất ở Việt Nam, thành công của đề tài này đã mở ra một hướng mới trong việc ứng dụng vật liệu Ag-nano vào lĩnh vực lọc nước công nghiệp hoặc phục vụ cho các vùng sâu, vùng xa trong các điều kiện thiên tai. Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài này là tiến hành khảo sát khả năng diệt khuẩn của hệ thống trên các loại vi sinh vật khác ngoài E.coli và thiết kế hệ thống lọc nước nhiều giai đoạn để làm tăng hiệu quả diệt khuẩn và có thể áp dụng trong việc xử lý nước sinh hoạt. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy PGS.TS.Nguyễn Đình âm, cô Nguyễn Thị Hồng Cúc – phụ trách phòng thí nghiệm Vi sinh, các thầy cô giáo phụ trách các phòng thí nghiệm của khoa Hóa, trường Đại học Bách Khoa cùng với sự hợp tác từ các đơn vị nghiên cứu và sản xuất: Viện Hóa Học Công Nghiệp, Trung tâm Phân tích và Phân loại hàng hóa Hải Quan Miền Trung – Tổng cục Hải quan, đã hổ trợ cho chúng tôi thực hiện đề tài này. TÀI LIỆU THAM KH O [1] Mritunjai Singh, Shinjini Singh, S.Prasad, I.S.Gambhir, “Nanotechnology in medicine and antibacterial effect of silver nanoparticles”, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures Vol 3, No 3, p.115-122,september 2008 9
  10. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 [2] Akasaka, Tsukasa, Matsuoka, Makoto, Hashimoto, Takeshi; Abe, Shigeaki; Uo, Motohiro; Watari, Fumio, “The bactericidal effect of carbon nanotube/agar composites irradiated with near-in rared light on Streptococcus mutans”, Materials Science and Engineering: B, 173(1- 3): 187-190 [3] David T. Schoen, Alia P. Schoen, Liangbing Hu, Han Sun Kim, Sarah C. Heilshorn, and Yi Cui, “ High Speed Water Sterilization Using One- imension Nanostructures”, Nano Lett., 10, 2010 [4] Trần Châu Cẩm Hoàng, Huỳnh Anh Hoàng, Nguyễn Đình âm, “Tổng hợp, biến tính bề mặt và định hình vật liệu nano carbon thu được bằng phương pháp phân hủy xúc tác các hợp chất chứa carbon trong điều kiện Việt Nam”, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng, 2010 [5] Sougata Sarkar a, Atish ipankar Jana a, Samir Kumar Samanta b, Golam Mosta a, “Facile synthesis of silver nano particles with highly efficient anti-microbial property”, Polyhedron 26, 4419–4426,2007 [6] Ngô Võ Kế Thành, Nguyễn Thị hương hong, Đặng Mậu Chiến, “nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của tấm vải cotton ngâm trong dung dịch keo nano bạc”, Tạp chí Phát Triển KH&CN, tập 12, số 03, 2009 ves Blache, “Spectroscopie In rarouge – donn es spectroscopie IR, r sum non exhausti ” [7] 10
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2