Luận án: Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng vật liệu tổ hợp cấu trúc nano từ polyme với Ag, Fe3O4 và đánh giá khả năng ứng dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI<br /> <br /> NGUYỄN NGỌC THỊNH<br /> <br /> NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, ĐẶC TRƯNG VẬT<br /> LIỆU TỔ HỢP CẤU TRÚC NANO TỪ POLYME<br /> VỚI Ag, Fe3O4 VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG<br /> DỤNG<br /> <br /> Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý<br /> Mã số: 62440119<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC<br /> <br /> Hà Nội –2015<br /> <br /> TaiLieuSo.net - Thư viện tài liệu miễn phí<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại<br /> Trường Đại học Bách khoa Hà Nội<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Trần Đại Lâm<br /> 2. PGS.TS Vũ Đình Hoàng<br /> <br /> Phản biện 1:<br /> Phản biện 2:<br /> Phản biện 3:<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp<br /> Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội<br /> Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm……<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:<br /> 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội<br /> 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam<br /> <br /> 2<br /> <br /> TaiLieuSo.net - Thư viện tài liệu miễn phí<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Lí do chọn đề tài<br /> Trên thế giới, công nghệ nano là một lĩnh vực còn khá mới<br /> mẻ nhưng đã thu hút được sự quan tâm rất lớn của cộng đồng<br /> khoa học, các hãng sản xuất. Nhiều thành tựu ứng dụng công<br /> nghệ và vật liệu nano trong các ngành vật liệu điện tử, quang điện<br /> tử, vật liệu từ, y sinh học đã được ghi nhận.<br /> Trong số các vật liệu nano sinh học, nano chitosan (CS) và các<br /> vật liệu cấu trúc nano trên nền chitosan như Ag/CS, Fe3O4/CS đã và<br /> đang thu hút sự quan tâm của đông đảo các nhà nghiên cứu. Những<br /> vật liệu này có tiềm năng ứng dụng to lớn trong nhiều lĩnh vực, đặc<br /> biệt là trong y sinh học và môi trường.<br /> Những năm gần đây, các nghiên cứu chế tạo cảm biến sinh<br /> học (biosensors) ứng dụng trong hóa học phân tích đã và đang<br /> thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học trong và ngoài<br /> nước. Cảm biến sinh học đo tín hiệu điện hóa (electrochemical<br /> biosensor) đáp ứng được các yêu cầu của hóa học phân tích hiện<br /> đại đó là có khả năng phân tích nhanh theo thời gian thực (realtime), có độ nhạy, độ chọn lọc và chính xác cao; thiết bị phân<br /> tích nhỏ gọn, sử dụng đơn giản, có giá thành phù hợp. Trong cảm<br /> biến sinh học, các polyme dẫn điện như polypyrol, polyanilin ngày<br /> càng được ứng dụng nhiều, tuy nhiên để cho cảm biến có độ nhạy<br /> cao thì vật liệu điện cực phải có độ dẫn cao, sự trao đổi điện tử dễ<br /> dàng. Do đó, việc pha tạp các hạt nano kim loại hoặc oxit kim loại<br /> vào PPy và PANi là một giải pháp thường được áp dụng.<br /> Vì những lí do đã đề cập đến ở trên, chúng tôi quyết định chọn<br /> đề tài nghiên cứu của luận án là “Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng<br /> vật liệu tổ hợp cấu trúc nano từ polyme với Ag, Fe3O4 và đánh giá<br /> khả năng ứng dụng”.<br /> Mục tiêu của luận án<br /> - Mục tiêu của luận án là nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng<br /> hóa lý các vật liệu tổ hợp cấu trúc nano dựa trên nền polyme thiên<br /> <br /> 3<br /> <br /> TaiLieuSo.net - Thư viện tài liệu miễn phí<br /> <br /> nhiên chitosan (CS) và polyme dẫn polyanilin (PANi),<br /> polypyrrol (PPy) với oxit sắt từ (Fe3O4) và bạc (Ag): nano CS,<br /> Ag/CS, Fe3O4/CS, Fe3O4/PPy, Fe3O4/ PANi/PSA. Sau đó, nghiên<br /> cứu đánh giá khả năng ứng dụng của các loại vật liệu trên được<br /> trong y sinh học và môi trường.<br /> Nội dung của luận án<br /> 1. Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng hóa lý một số vật liệu<br /> tổ hợp cấu trúc nano trên nền polyme thiên nhiên chitosan và<br /> polyme dẫn polyanilin (PANi), polypyrrol (PPy) với oxit sắt từ<br /> (Fe3O4) và bạc (Ag): nano CS, Ag/CS, Fe3O4/CS Fe3O4/PPy,<br /> Fe3O4/ PANi, Fe3O4/ PANi/PSA cụ thể như sau:<br /> - Nghiên cứu tổng hợp nano CS bằng phương pháp khâu<br /> mạch sử dụng gossypol, đặc trưng hóa lý bằng phương pháp: phổ<br /> hồng ngoại (IR), hiển vi điện từ quét (SEM) và hiển vi điện tử<br /> truyền qua (TEM).<br /> - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano Ag/CS sử dụng CS<br /> vừa là tác nhân khử vừa là tác nhân ổn định. Xác định các thông<br /> số hóa lý của vật liệu bằng phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến (UVVis), TEM. Theo dõi tiến trình phản ứng tạo nano Ag/CS bằng<br /> UV-Vis. Nghiên cứu chi tiết động học của phản ứng tổng hợp vật<br /> liệu nano Ag/CS (xác định bậc phản ứng, năng lượng hoạt hóa...).<br /> - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano Fe3O4/CS bằng<br /> phương pháp đồng kết tủa. Xác định các thông số đặc trưng hóa<br /> lý của vật liệu bằng các phương pháp IR, TEM, SEM, từ kế mẫu<br /> rung (VSM).<br /> - Nghiên cứu tổng hợp điện hóa vật liệu tổ hợp cấu trúc<br /> nano trên nền polyme dẫn polyanilin, polypyrol: Fe3O4/PPy,<br /> Fe3O4/ PANi/PSA. Xác định các đặc trưng hóa lý của vật liệu<br /> bằng phương pháp SEM, IR, phương pháp điện hóa: quét thế<br /> vòng (CV), đo dòng.<br /> 2. Nghiên cứu đánh giá khả năng ứng dụng của các loại<br /> vật liệu tổ hợp cấu trúc nano tổng hợp được trong y sinh học và<br /> môi trường.<br /> <br /> 4<br /> <br /> TaiLieuSo.net - Thư viện tài liệu miễn phí<br /> <br /> - Nghiên cứu gắn curcumin (Cur) là chất có hoạt tính trị<br /> liệu quý vào nano CS và Fe3O4/CS. Nghiên cứu khả năng nhả<br /> curcumin của vật liệu, nhằm đánh giá khả năng ứng dụng nano<br /> Fe3O4/CS trong dẫn thuốc hướng đích.<br /> - Nghiên cứu đánh giá khả năng ứng dụng của vật liệu nano<br /> Ag/CS trong diệt một số loại vi khuẩn gram âm, gram dương,<br /> nấm và ức chế 4 dòng tế bào ung thư.<br /> - Nghiên cứu ứng dụng Fe3O4/PPy, Fe3O4/ PANi/PSA làm<br /> vật liệu chế tạo cảm biến sinh học để xác định nồng độ glucose<br /> và cholesterol.<br /> - Nghiên cứu đánh giá khả năng hấp phụ các ion kim loại<br /> nặng Pb(II), Ni(II), Cr(VI) của vật liệu nano Fe3O4/CS. Nghiên<br /> cứu chi tiết động học của quá trình hấp phụ Cr(VI), ion khó xử<br /> lý và có độc tính cao nhất trong số những ion trên.<br /> Phạm vi nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu của luận án<br /> Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng và<br /> định hướng ứng dụng của vật liệu tổ hợp cấu trúc nano.<br /> Đối tượng nghiên cứu:<br /> - Một số phương pháp hóa học tổng hợp vật liệu tổ hợp<br /> cấu trúc nano.<br /> - Một số phương pháp vật lý và hóa lý hiện đại xác định<br /> các tính chất đặc trưng cơ bản của vật liệu tổng hợp và<br /> đánh giá khả năng ứng dụng.<br /> Tính mới và sáng tạo của luận án<br /> - Luận án đã nghiên cứu một cách chi tiết động học của<br /> phản ứng tổng hợp vật liệu nano Ag/CS. Từ đó, tìm ra được yếu<br /> tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vật liệu nano Ag/CS. Sử<br /> dụng vật liệu Ag/CS để kháng một số loại vi khuẩn gram dương,<br /> gram âm, nấm và ức chế 4 dòng tế bào ung thư.<br /> - Luận án đã nghiên cứu khả năng gắn và nhả curcumin của<br /> vật liệu nano CS, Fe3O4/CS đây là cơ sở để có thể tích hợp<br /> curcumin (một loại tá dược quý có khả năng hỗ trợ điều trị ung<br /> <br /> 5<br /> <br /> TaiLieuSo.net - Thư viện tài liệu miễn phí<br /> <br />