Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano bạc mang trên than hoạt tính và khảo sát khả năng khử khuẩn của vật liệu
lượt xem 3
download
Bài viết Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano bạc mang trên than hoạt tính và khảo sát khả năng khử khuẩn của vật liệu trình bày kết quả nghiên cứu tổng hợp nano bạc mang trên than hoạt tính bằng phương pháp khử hóa học có mặt sóng siêu âm và khảo sát khả năng khử khuẩn của vật liệu.
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano bạc mang trên than hoạt tính và khảo sát khả năng khử khuẩn của vật liệu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO BẠC MANG TRÊN THAN HOẠT TÍNH VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHỬ KHUẨN CỦA VẬT LIỆU Trần Thị Bích Hạnh Khoa Kỹ thuật Phân tích, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì Email: Tranhanhtbh1@gmail.com ABSTRACT In this paper, nanosilver particles were synthesized by chemical reduction method under ultrasonic, NaBH 4 and PVP were used as reducing agent and polymer stabilizer. Silver products obtained were impregnated on activated carbon, then tested of their antibacterial properties. We have used X-ray, SE-SEM, TEM to characterize of material obtained. Results showed that this method allows to obtain silver nanoparticles of spherical shape and size unifority. Keywords: nanosilver particles, ultrasonic, antibacterial properties 1. GIỚI THIỆU quét FE-SEM, TEM (Máy chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua, JEM1010, JEOL, Nhật bản tại Viện Bạc là một chất kháng vi khuẩn tự nhiên, có khả Vệ sinh dịch tễ Trung Ương Hà Nội); Phân tích năng ức chế quá trình chuyển hóa hô hấp và vận cấu trúc vật liệu bằng phổ nhiễu xạ tia X (máy đo chuyển chất qua màng tế bào vi sinh vật [1, 2]. nhiễu xạ tia X của viện Khoa học vật liệu - Viện Bạc kích thước nano với các ưu điểm nổi bật Khoa học Công nghệ Việt Nam). như diện tích bề mặt lớn, khả năng diệt khuẩn cao; 2.3. Điều chế dung dịch chứa nano bạc bằng có khả năng phân tán ổn định trong các loại dung phương pháp khử hóa học kết hợp siêu âm môi khác nhau; độ bền hóa học cao và không bị biến đổi dưới tác dụng của ánh sáng và các tác Nhỏ từ từ dung dịch bạc nitrat vào dung dịch nhân oxy hóa khử thông thường [3, 4]. Do đó, bạc PVP (PVP đã được hòa tan trong nước cất và cồn kim loại có kích thước nano đã được nghiên cứu tuyệt đối) trong điều kiện sóng siêu âm với công và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và đời suất siêu âm 250 W, tần số 20 kHz. sống như: y học, nông nghiệp, công nghiệp, môi Nhỏ từ từ dung dịch chất khử NaBH4 vào dung trường... dịch thu được ở trên kết hợp siêu âm cho đến hết Trong bài báo này, chúng tôi trình bày kết quả chất khử. Sau đó chuyển dung dịch sang máy khuấy nghiên cứu tổng hợp nano bạc mang trên than cơ khuấy tiếp 30 phút. Dung dịch thu được có màu hoạt tính bằng phương pháp khử hóa học có mặt vàng đậm. sóng siêu âm và khảo sát khả năng khử khuẩn của 2.4. Chế tạo vật liệu nano bạc sử dụng chất mang vật liệu. than hoạt tính 2. THỰC NGHIỆM Nghiền mịn than hoạt tính. 2.1. Hóa chất Lấy dung dịch chứa nano bạc đã điều chế được đem siêu âm trong vòng 15 phút ở 250 W ở nhiệt độ Các hóa chất chính được sử dụng trong nghiên phòng và tránh bị ánh sáng chiếu vào. cứu gồm: Nước cất, muối bạc nitrat AgNO3 (PA, Shanghai Chemical Co.,Trung Quốc), chất ổn Tẩm dung dịch bạc sau khi đã siêu âm lên than định PVP, Mw = 400.000 (Merck, Đức), chất khử hoạt tính bằng phương pháp tẩm khô để thu được Sodium borohydride NaBH4 (Kanto chemical, các vật liệu có nồng độ Ag theo phần trăm khối Nhật), Ethanol C2H5OH 99.9 %; than gáo dừa lượng là: 0,1 %; 0,3 %; 0,5 %; 0,7 % và 1 %. hoạt tính. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 2.2. Thiết bị 3.1. Kết quả điều chế dung dịch nano bạc Quá trình tổng hợp nano bạc sử dụng máy siêu Dung dịch nano bạc thu được có màu vàng âm (Đức) tại Viện Hóa học, Viện Khoa học và đậm. Chất ổn định dùng cho nano bạc là polyme Công nghệ Việt Nam. PVP do PVP có thể điều khiển tốc độ phản ứng Sự phân bố trong dung dịch và kích thước hạt khử ion bạc và quá trình keo tụ của nguyên tử bạc được khảo sát bằng phương pháp hiển vi điện tử trong dung dịch. Theo Huang và Carotenuto [5, 6] ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 38
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ thì trong thực tế phản ứng khử có thể xảy ra sau (b) sự tương tác của bạc và PVP. Trong trường hợp này, phức giữa ion bạc và PVP được tạo thành, tiếp theo là phản ứng khử bạc nguyên tử trên PVP. Sự tạo thành nguyên tử bạc được giải thích bằng phản ứng khử ion Ag+ với tác nhân khử là NaBH4 như sau [7]: AgNO3 + NaBH4 → Ag + H2 + B2H6 + NaNO3 3.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét phát xạ (FE-SEM) Hình 1 là ảnh FE-SEM của mẫu dung dịch chứa nano bạc cho thấy các hạt nano bạc có dạng khối cầu, kích thước tương đối đồng đều, phân tán Hình 2. Ảnh TEM của dung dịch nano bạc điều chế đều trong dung dịch. bằng phương pháp khử hóa học kết hợp siêu âm (a), vật liệu nano bạc mang trên than hoạt tính (b) Trên ảnh TEM (Hình 2a) ta thấy sự tồn tại các hạt nano bạc kích thước nano trung bình khoảng 10-30 nm, kích thước các hạt tương đối đồng đều và phân tán đều trong dung dịch chứa nano bạc. Quan sát trên Hình 2b ta thấy các hạt nano bạc đã được đưa thành công lên than gáo dừa, phân tán khá đồng đều và không bị co cụm. 3.4. Kết quả đặc trưng bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) (a) Hình 1. Ảnh FE-SEM của dung dịch nano bạc điều chế bằng phương pháp khử hóa học kết hợp siêu âm 3.3. Phương pháp TEM Kết quả ảnh TEM của mẫu được thể hiện trên Hình 2. (a) (b) Hình 3. Giản đồ XRD của mẫu Ag(1)-T(a) và giản đồ của các mẫu Ag(0,1)-T, Ag(0,3)-T, Ag(0,5)-T, Ag(0,7)-T, Ag(1)-T (b). ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 39
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Hình 3 là giản đồ XRD của các mẫu Ag(0,1)-T, Từ Bảng 1 và Bảng 2 ta thấy các mẫu vật liệu Ag(0,3)-T, Ag(0,5)-T, Ag(0,7)-T, Ag(1)-T. Quan sát nano bạc mang trên than gáo dừa hoạt tính có khả trên hình ta thấy sự xuất hiện các pic đặc trưng năng diệt từ 64 – 96 % vi khuẩn E.coli và 80 – 93 cho Ag ứng với vị trí 2θ = 38,20; 2θ = 44,10; 2θ = % vi khuẩn Coliforms trong điều kiện thí nghiệm 64,40 tăng dần và rõ nét dần theo thứ tự từ mẫu tùy theo nồng độ nano bạc được đưa lên than. Ag(0,1)-T đến Ag(1)-T. Hiện tượng này có thể Khi nồng độ nano bạc được đưa lên than càng giải thích là do sự tăng hàm lượng nano bạc được lớn thì khả năng diệt khuẩn càng tốt. tẩm lên các mẫu theo thứ tự trên. Giản đồ của mẫu Ag(0,1)-T gần như không thấy các píc đặc trưng 4. KẾT LUẬN cho bạc vì hàm lượng nano bạc đưa lên mẫu vật Đã điều chế thành công hạt nano bạc bằng liệu này rất nhỏ (chiếm 0,1 % về khối lượng). Ta phương pháp phương pháp khử hóa học kết hợp có thể thấy rõ ràng sự xuất hiện các píc của bạc siêu âm và vật liệu nano bạc mang trên than hoạt trên phổ XRD của mẫu Ag(1)-T (có hàm lượng tính. chiếm 1 % về khối lượng mẫu). Xác định được các đặc trưng cở bản của vật 3.5. Khảo sát khả năng diệt khuẩn của vật liệu liệu bằng các phân tích FE-SEM, TEM, XRD, kết nano bạc mang trên than hoạt tính quả cho thấy kích thước các hạt nano bạc trong Để khảo sát khả năng diệt khuẩn của vật liệu khoảng từ 10 - 30 nm và có khả năng phân tán chúng tôi sử dụng phương pháp đếm khuẩn lạc đồng đều trên chất mang. trên hai loại vi khuẩn E.coli và Coliforms. Đã khảo sát khả năng diệt khuẩn của các mẫu Bảng 1. Kết quả diệt khuẩn E.coli của các mẫu vật vật liệu với các hàm lượng nano bạc khác nhau. liệu có nano bạc mang trên than hoạt tính Kết quả khảo sát cho thấy vật liệu nano bạc mang E.coli ban Thời gian E.coli bị trên than hoạt tính có khả năng diệt khuẩn tốt trên hai loại vi khuẩn E.coli và Coliforms, góp phần Tên mẫu đầu tiếp xúc vật tiêu diệt hoàn thiện công nghệ chế tạo vật liệu bạc nano (cfu/ml) liệu 10 phút (%) trên chất mang để ứng dụng vào trong y học và Mẫu đối 6,7.105 - 0 công nghệ môi trường với vai trò là tác nhân chứng kháng nấm, kháng khuẩn hiệu quả. Ag(0,1)-T - 2,4. 105 64,18 Ag(0,3)-T - 2,2. 104 96,7 Lời cảm ơn Mẫu đối Công trình này được thực hiện với sự hỗ trợ về 1,1.106 - 0 chứng mặt khoa học và thực nghiệm của PGS.TS Lê Thị Ag(0,5)-T - 4,9.104 95,5 Hoài Nam, TS. Trần Quang Vinh, các cán bộ Ag(0,7)-T - 4,8.104 95,6 nghiên cứu của phòng Hóa lý – Bề mặt, viện Hóa Ag(1)-T - 5,0.104 95,45 học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Bảng 2. Kết quả diệt khuẩn Coliforms của các mẫu vật liệu nano bạc mang trên than hoạt tính TÀI LIỆU THAM KHẢO Colifor [1] Hilonga A., Kim J.-K., Sarawade P. B., Coliforms Thời gian Quang D. V.,Godlisten S., Elineema G., Kim ms bị Tên mẫu ban đầu tiếp xúc vật H.T. (2012), “Silver-doped silica powder with tiêu diệt (cfu/ml) liệu 10 phút antibacterial properties” Powder Technology, (%) 215-216, 219–222. Mẫu đối 1,7.105 - 0 [2] Douglas Roberto Monteiro, Luiz Fernando chứng Ag(0,1)-T - 3,4. 10 4 80 Gorup (2009), “The growing importance of Ag(0,3)-T - 1,1. 104 93,53 materials that prevent microbial adhesion: antimicrobial effect of medical devices Mẫu đối 2,1.104 - 0 containing silver” International Journal of chứng Antimicrobial Agents, 34, pp. 103 – 110. Ag(0,5)-T - 1,8.103 91,43 Ag(0,7)-T - 1,3.103 93,8 Ag(1)-T - 1,8.103 91,43 ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 40
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu YFeO3 kích thước nanomet bằng phương pháp đồng kết tủa
10 p | 292 | 36
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu BaTiO3 kích cỡ Nano bằng phương pháp thủy nhiệt
6 p | 240 | 23
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano từ tính Lafeo3 bằng phương pháp đồng kết tủa
7 p | 222 | 16
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu khung cơ kim MIL-101 (Cr) và ứng dụng trong hấp phụ khí CO
8 p | 12 | 5
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu TiO2/CNTs bằng phương pháp thủy phân kết hợp siêu âm
10 p | 75 | 5
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu TiO2/CNTs
10 p | 114 | 5
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu ZnO-biochar bằng phương pháp hóa siêu âm, ứng dụng để thử nghiệm xử lý kháng sinh ciprofloxacin trong nước
5 p | 15 | 4
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu polyme bentonite composite bằng kỹ thuật copolyme hóa bức xạ định hướng và ứng dụng hấp phụ kim loại nặng
9 p | 23 | 4
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu MIL-100(Fe) và khả năng xúc tác cho phản ứng phân hủy xanh methylene
9 p | 85 | 4
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu Nano oxit sắt từ phủ Alginate
6 p | 202 | 4
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu trao đổi ion từ nhựa thải bằng phản ứng sulfo hóa dạng đồng thể, ứng dụng loại bỏ Cr3+ trong môi trường nước
8 p | 75 | 4
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nanocomposite Fe2O3/MgO/Bentonite, ứng dụng xử lí khí H2S
7 p | 29 | 3
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano MNO2 ứng dụng xử lý methylene blue trong nước
9 p | 41 | 3
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu lai nano kẽm oxit và porphyrin, ứng dụng xử lý màu xanh methylen
6 p | 25 | 3
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu ZIF-8 bằng phương pháp dung môi nhiệt
5 p | 126 | 3
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu aerogel trên nền graphen và ứng dụng để xử lý xanh metylen trong môi trường nước
7 p | 11 | 3
-
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano Fe2O3-TiO2
5 p | 30 | 3
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