Tổng Hợp Hạt Nano Kim Loại Vàng Có Kiểm Soát Kích Thước Và Hình Dạng

Tên đề tài luận án: Tổng Hợp Hạt Nano Kim Loại Vàng Có Kiểm Soát Kích Thước Và Hình Dạng
Chuyên ngành: Hoá lý thuyết và Hoá lý
Mã số: 62440119
Họ tên nghiên cứu sinh: Nguyễn Thị Nhật Hằng
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Thị Phương Phong
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

1. TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN ÁN:
Luận án đề cập đến việc tổng hợp có kiểm soát kích thước và hình dạng vật liệu nano kim loại vàng bằng phương pháp khử hoá học có sử dụng chất bảo vệ, chất hoạt động bề mặt, chất phụ gia và khuôn anodic aluminum oxide (AAO).
Với dạng hình cầu, đã tổng hợp theo phương pháp tạo mầm trung gian sử dụng chất khử hydroquinone (HQ) và ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), chất bảo vệ citric acid (CA) và trisodium citrate (TSC), nano vàng dạng cầu nhận được có kích thước từ 32 đến 152 nm.
Với dạng cầu gai, bằng phương pháp khử một giai đoạn sử dụng kết hợp giữa EDTA và HQ ở điều kiện nhiệt độ phòng đã tổng hợp thành công nano vàng dạng cầu gai (U-AuNPs) kích thước từ 91,7 đến 126,4 nm. Khi sử dụng phương pháp mầm trung gian, với sự kết hợp của HQ và TSC, kích thước hạt tạo thành được kiểm soát từ 52 đến 87 nm.
Với dạng thanh, sử dụng phương pháp mầm trung gian kết hợp giữa chất hoạt động bề mặt cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) với hai loại chất khử khác nhau là acid ascorbic (AA) và hydroquinone (HQ) có thêm chất phụ gia salycilic acid (SA) trong dung dịch phát triển để tạo AuNRs có hiệu suất cao và chiều dài tăng. Ngoài ra, luận án cũng đã trình bày việc sử dụng AAO như khuôn cứng để tạo thành AuNRs đồng đều với đường kính thay đổi từ 78 và 96 nm và chiều dài trung bình 39 - 43 µm tương ứng với đường kính lỗ xốp trong khuôn AAO.
Với dạng tam giác, sử dụng phương pháp khử hoá học kết hợp giữa CTAB với hai loại chất khử khác nhau là AA và HQ để tổng hợp nano vàng tam giác với kích thước khác nhau.
Luận án cũng đã trình bày ứng dụng của nano vàng ở các dạng khác nhau làm xúc tác cho phản ứng ngưng tụ Biginelli, kết quả cho thấy khi dùng xúc tác nano vàng dạng thanh cho hiệu suất phản ứng ngưng tụ cao (92%).

2. NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN:
Luận án là một công trình nghiên cứu có hệ thống về tổng hợp có kiểm soát kích thước của vật liệu nano kim loại vàng theo phương pháp khử hoá học một giai đoạn hoặc theo phương pháp mầm trung gian, kết hợp nhiều chất khử khác nhau (AA, HQ, EDTA), các chất bảo vệ khác nhau (CA, TSC), đặc biệt ở dạng thanh có sử dụng CTAB với chất phụ gia hương phương và khuôn AAO.
Trong tổng hợp nano vàng dạng thanh, đã sử dụng HQ thay cho AA và kết hợp chất khử HQ và chất phụ gia hương phương đã tạo thanh nano vàng có đỉnh hấp thu theo chiều dọc đạt 1273 nm, hiệu suất tạo thanh là 100% với tỉ lệ dài/rộng là 10,29. Trong tổng hợp nano vàng dạng cầu bằng phương pháp tạo mầm trung gian với sự kết hợp của các tác nhân khử (HQ, EDTA) và bảo vệ (TSC, CA) đã kiểm soát kích thước hạt nano vàng dạng cầu trong khoảng từ 32 nm đến 152 nm. Trong tổng hợp nano vàng dạng cầu gai với phương pháp khử một giai đoạn, có sự kết hợp giữa HQ và EDTA cho kích thước 91,7 – 126,4 nm; Với phương pháp tạo mầm trung gian, kích thước hạt từ 52 đến 87 nm, dung dịch keo có độ ổn định tốt. Đây là những điểm mới của luận án.
Luận án cũng đã cho thấy vật liệu nano vàng dạng thanh có tỉ lệ dài/rộng là 8,15 xúc tác tốt cho phản ứng tổng hợp hữu cơ ghép ba thành phần tạo sản phẩm 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-one (phản ứng Biginelli) đạt hiệu suất 92% trong điều kiện phản ứng êm dịu.
Với khuôn AAO, bằng phương pháp nhiệt dung môi, các nano vàng dạng thanh được tạo thành với kích thước 78 nm và 96 nm (tuỳ theo kích thước lỗ xốp của khuôn AAO) và chiều dài của thanh 39 – 43 μm.

3. CÁC ỨNG DỤNG/ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN HAY NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN BỎ NGỎ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU
Nano vàng có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Trong luận án, chúng tôi đã ứng dụng nano vàng các dạng khác nhau làm xúc tác cho phản ứng tổng hợp hữu cơ. Kiến nghị trong thời gian tới, chúng tôi tiếp tục ứng dụng nano vàng trong cảm biến sinh học để xác định kim loại nặng; nghiên cứu ứng dụng nano vàng tăng cường độ tán xạ RAMAN nhằm phát hiện nhanh lượng dư thuốc bảo vệ thực vật trong rau quả.