đại học quốc gia hà nội
Tr ờng đại học khoa học tự nhiên
Vũ thị hơng lan
Nghiên cứu tổng hợp, tính chất
và khả năng ứng dụng vật liệu xúc
tác
bạc kim loại trên chất mang đồng
oxit
Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số: 60. 44. 25
Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học

Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS. Trịnh Ngọc Châu
Hà nội - 2009
Lời cảm ơn
Luận văn này đợc hoàn thành tại phòng thí nghiệm bộ
môn Hóa Vô cơ - Khoa Hóa học- Đại học Khoa học Tự nhiên
- Đại học Quốc gia Hà Nội dới sự hớng dẫn trực tiếp của
PGS. TS Trịnh Ngọc Châu.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất
đến thầy Trịnh Ngọc Châu, ngời đã giao đề tài và tận tình h-
ớng dẫn tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các anh chị
em trong bộ môn hóa vô cơ đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để
tôi hoàn thành bản luận văn này.
Trong quá trình nghiên cứu tôi đã nhận đợc rất nhiều
sự động viên, giúp đỡ của gia đình, bạn bè. Tôi xin gửi đến
mọi ngời lòng biết ơn sâu sắc nhất.
Hà Nội, ngày 22/11/2009
Vũ Thị Hơng Lan
Mục lục

1.2.3. Các phơng pháp điều chế nano bạc
14
1.2.4. ứng dụng của nano bạc
17
1
1.3. Giới thiệu về CuO và xúc tác Ag/CuO
20
1.4. Một số phơng pháp nghiên cứu vật liệu nano
21
1.4.1. Phơng pháp nhiễu xạ tia X
21
1.4.2. Phơng pháp phân tích nhiệt
23
1.4.3. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
23
1.4.4. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)
25
1.4.5. Phổ tán xạ năng lợng (EDS)
25
CHUƠNG 2. THựC NGHIệM
26
2.1. Đối tợng, nội dung và phơng pháp nghiên cứu
26
2.2. hóa chất - dụng cụ
26
2.2.1. Hóa chất
26
2.2.2. Dụng cụ
27
2.3. Phân tích đặc trng của vật liệu

2.5.1. Thử hoạt tính xúc tác phản ứng phân hủy với H
2
O
2

42
2.5.2. Thử hoạt tính kháng khuẩn
43
2.5.3. Thử xúc tác quang
44
CHƯƠNG 3. KếT QUả Và THảO LUậN
45
3.1. kết quả nghiên cứu vật liệu bằng phơng pháp nhiễu xạ tia X
45
3.2. Kết quả chụp ảnh SEM
52
3.3. Kết quả chụp ảnh TEM
54
3.4. Kết quả chụp phổ tán xạ năng lợng (EDS)
55
3.5. Khảo sát hoạt tính xúc tác của vật liệu Ag/CuO
56
3.5.1. Thử hoạt tính xúc tác với H
2
O
2

56
3.5.2. Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn
62

, Cu
2
O, Ag, Au, các oxit phức hợp, ống nano
cacbon và đang nghiên cứu để đa các sản phẩm này vào ứng dụng trên qui mô công
nghiệp.
Trong số các vật liệu nano, hạt nano của các kim loại quí đợc nghiên cứu nhiều
hơn cả, trong đó có bạc nano. Vật liệu nano bạc nhận đợc sự quan tâm chú ý của
nhiều nhà khoa học cũng nh các nhà doanh nghiệp. Ngoài những đặc tính chung của
vật liệu nano, hạt bạc kích thớc nano còn có những tính chất thú vị riêng nh: tính
quang, tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, khả năng chống oxi hoá, khả năng diệt khuẩn,
tẩy trùng Vì nhu cầu về hạt bạc nano ngày càng cao nên nhiều nghiên cứu tập trung
điều chế bạc nano với qui trình đơn giản, hiệu quả cao, kích thớc hạt nh mong
muốn.
Trong luận văn này, chúng tôi chọn đề tài Nghiên cứu tổng hợp, tính chất
và khả năng ứng dụng vật liệu xúc tác bạc kim loại trên chất mang đồng oxit.
4
Chơng 1. Tổng quan
1.1. Công nghệ nano và vật liệu nano
1.1.1. Công nghệ nano (nanotechnology)
Thuật ngữ công nghệ nano xuất hiện từ những năm 70 của thế kỷ XX. Có
nhiều cách khác nhau để định nghĩa công nghệ nano.
Từ điển bách khoa toàn th đa ra định nghĩa Công nghệ nano là ngành công
nghệ liên quan đến việc chế tạo, thiết kế, phân tích cấu trúc và ứng dụng các cấu
trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng kích thớc trên cấp độ nano
mét[2].
Công nghệ nano là một khoa học liên ngành, là sự kết tinh của nhiều thành
tựu khoa học trên nhiều lĩnh vực khác nhau (bao gồm toán học, vật lý, hóa học, y d-
ợc học, sinh học) và là ngành công nghệ có nhiều tiềm năng [26].
Công nghệ nano bao hàm một số vấn đề sau:
- Tìm hiểu cơ sở khoa học của ngành công nghệ nano.

đáng kể. Do vậy, diện tích bề mặt của vật liệu nano tăng lên rất nhiều so với vật liệu
thông thờng. Nói cách khác, ở các vật liệu có kích thớc nano mét, mỗi nguyên tử đợc tự
do thể hiện toàn bộ tính chất của mình trong tơng tác với môi trờng xung quanh. Điều
này đã làm xuất hiện ở vật liệu nano nhiều đặc tính nổi trội, đặc biệt là tính chất điện,
quang, từ, xúc tác
Kích thớc hạt nhỏ bé còn là nguyên nhân xuất hiện ở vật liệu nano 3 hiệu ứng:
hiệu ứng lợng tử, hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thớc.
+ Hiệu ứng lợng tử
Đối với các vật liệu vĩ mô gồm rất nhiều nguyên tử (1m
3
thể tích vật
liệu có khoảng 10
12
nguyên tử), các hiệu ứng lợng tử đợc trung bình cho tất cả
các nguyên tử, vì thế và ta có thể bỏ qua những khác biệt ngẫu nhiên của từng
nguyên tử mà ta chỉ xét các giá trị trung bình của chúng. Nhng đối với cấu trúc
nano, do kích thớc của vật liệu rất nhỏ, hệ có rất ít nguyên tử nên các tính chất
lợng tử thể hiện rõ hơn và không thể bỏ qua. Điều này làm xuất hiện ở vật liệu
nano các hiện tợng lợng tử kỳ thú nh những thay đổi trong tính chất điện và tính
chất quang phi tuyến của vật liệu, hiệu ứng đờng ngầm

+ Hiệu ứng bề mặt [23, 30]
ở vật liệu nano, đa số các nguyên tử đều nằm trên bề mặt, do vậy mà diện
tích bề mặt của vật liệu nano tăng lên rất nhiều so với vật liệu truyền thống. Vì thế,
các hiệu ứng có liên quan đến bề mặt nh: khả năng hấp phụ, độ hoạt động bề mặt
của vật liệu nano sẽ lớn hơn nhiều các vật liệu dạng khối. Điều này đã mở rộng ứng
dụng kỳ diệu cho lĩnh vực xúc tác và nhiều lĩnh vực khác mà các nhà khoa học đang
quan tâm nghiên cứu.
Kích thớc của vật liệu nano đợc trải rộng. Ví dụ nếu ta có một quả cầu có bán
kính bằng quả bóng bàn thì thể tích đó đủ để làm ra rất nhiều hạt nano có kích thớc

cứng và đặt trong cối. Máy nghiền có thể là nghiền lắc, nghiền rung, hoặc nghiền
quay. Các viên bi cứng va chạm vào nhau và phá vỡ bột đến kích thớc nano. Kết quả
thu đợc là vật liệu nano không chiều.
b. Phơng pháp biến dạng
Phơng pháp biến dạng có thể là đùn thủy lực, tuốt, cán, ép. Nhiệt độ có thể đợc
điều chỉnh tùy thuộc vào từng trờng hợp cụ thể. Nếu nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ
phòng thì gọi là biến dạng nóng, còn nhiệt độ nhỏ hơn hoặc bằng nhiệt độ phòng thì
gọi là biến dạng nguội. Kết quả thu đợc là các hạt nano 1 chiều hoặc 2 chiều.
7
Nhìn chung, phơng pháp từ trên xuống là phơng pháp đơn giản, rẻ tiền nhng
hiệu quả, có thể chế tạo đợc một lợng lớn vật liệu. Tuy nhiên, tính đồng nhất của vật
liệu không cao và do vậy, phơng pháp từ trên xuống ít đợc dùng để điều chế vật liệu
nano so với phơng pháp từ dới lên.
1.1.3.2. Phơng pháp từ dới lên (bottom-up)
Ngợc lại với phơng pháp từ trên xuống, phơng pháp từ dới lên hình thành vật
liệu nano từ các nguyên tử hoặc ion.
Ưu điểm của phơng pháp này là tổng hợp đợc vật liệu nano với kích thớc nhỏ
đồng đều. Phần lớn các vật liệu nano hiện nay đợc điều chế từ phơng pháp này. Nó
có thể là phơng pháp vật lý, hóa học hoặc kết hợp cả hai phơng pháp.

a. Các phơng pháp vật lý
Đây là phơng pháp tạo vật liệu nano từ nguyên tử hoặc chuyển pha.
+Phơng pháp chuyển pha
Vật liệu đợc đun nóng rồi làm nguội với tốc độ nhanh để thu đợc trạng thái vô
định hình. Sau đó thay đổi nhiệt để xảy ra quá trình chuyển pha: từ vô định hình
sang cấu trúc tinh thể. Phơng pháp này còn đợc gọi là phơng pháp làm nguội nhanh.
+ Phơng pháp bốc bay nhiệt
Vật liệu đợc đốt, hoặc dùng tia bức xạ hay phóng hồ quang làm bay hơi vật liệu.
Sau đó ngng tụ hơi, ta sẽ thu đợc các hạt bột mịn, nhỏ có kích cỡ nano. Ví dụ, trong ph-
ơng pháp phóng điện hồ quang, ngời ta dùng một bình chân không có khí trơ thổi qua với

và nano compozit là poliacrylic axit (PAA), polyanlylamin hiđroclorua (PAH),
polietylenimit (PEI). Các màng này có các nhóm cacbonyl hoặc các nguyên tử
nitơ mang điện tích âm nên sẽ hấp thụ và tạo với các ion kim loại các phức chất
bền trên màng polime đó. Sau đó các chất khử thích hợp sẽ đợc sử dụng để khử
các ion kim loại. Các sản phẩm thu đợc là các màng cấu trúc nano đơn lớp hoặc
đa lớp.
+ Phơng pháp sol-gel [1, 25]
Phơng pháp sol-gel do R.Roy đề xuất năm 1956. Ưu điểm của phơng pháp
này là dễ điều khiển đợc kích thớc hạt thu đợc có phân bố kích thớc hạt nhỏ.
Phơng pháp sol-gel thờng đợc dùng để tổng hợp các vật liệu nano dạng bột,
sợi, màng, gốm
Phơng pháp sol-gel trong những năm gần đây phát triển rất đa dạng, qui tụ
thành một số hớng chính sau:
Phơng pháp sol-gel theo con đờng thủy phân các muối.
Phơng pháp này xuất phát từ chất đầu là các muối nitrat, cloruaCác ion
kim loại trong môi trờng nớc phức tạp tạo phức aquo. Phức aquo bị thủy phân tạo
aquohidroxo.
[M(H
2
O)
n
]
z+
+ hH
2
O

ơ
[M(OH)
h

- Quá trình trùng ngng
+ Phản ứng loại nớc
- M-OH + HO- M-

-M-O- M- + H
2
O
+ Phản ứng loại rợu
-M-OH + RO-M-

-M-O-M + ROH
- Quá trình gel hóa
Các đoạn polime nối với nhau thành khung ba chiều. Đến một lúc nào đó, độ
nhớt tăng lên một cách đột ngột và toàn bộ hệ biến thành gel, nớc và rợu nằm trong
các lỗ của gel.
Phản ứng phân hủy gel sẽ xảy ra ở nhiệt độ thấp, cho sản phẩm có độ đồng
nhất và tinh khiết hóa học cao, bề mặt riêng lớn. Bằng cách điều chỉnh tốc độ thủy
phân và tốc độ ngng tụ, có thể khống chế đợc kích thớc hạt và hình dáng của hạt
cũng nh có thể chế tạo màng mỏng hoặc vô định hình.
Phơng pháp này đặc biệt thuận lợi trong việc chế tạo vật liệu oxit.
1.1.4. Tính chất của hạt nano kim loại [4]
Nh phần đầu đã nói, hạt nano kim loại có hai tính chất khác biệt so với vật
liệu khối đó là hiệu ứng bề mặt và hiệu ứng kích thớc. Tuy nhiên, do đặc điểm các
hạt nano có tính kim loại, tức là có mật độ điện tử tự do lớn nên các tính chất thể
hiện có những đặc trng riêng khác với các hạt không có mật độ điện tử tự do cao.
a. Tính chất quang học
Tính chất quang học của hạt nano vàng, bạc trộn trong thủy tinh làm cho các
sản phẩm từ thủy tinh có các màu sắc khác nhau đã đợc ngời La Mã sử dụng từ hàng
ngàn năm trớc. Các hiện tợng đó bắt nguồn từ hiện tợng cộng hởng Plasmon bề mặt
(surface plasmon resonance) do điện tử tự do trong hạt nano hấp thụ ánh sáng chiếu

c. Tính chất từ
Các kim loại quý nh vàng, bạc, có tính nghịch từ ở trạng thái khối do sự bù
trừ cặp điện tử. Khi vật liệu thu nhỏ kích thớc thì sự bù trừ trên sẽ không toàn diện
nữa và vật liệu có từ tính tơng đối mạnh. Các kim loại có tính sắt từ ở trạng thái khối
nh các kim loại chuyển tiếp sắt, coban, niken thì khi kích thớc 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 trờng và không có từ tính khi từ trờng bị ngắt đi,
tức là từ d và lực kháng từ hoàn toàn bằng không.
d. Tính chất nhiệt
Nhiệt độ nóng chảy T
m
của vật liệu phụ thuộc vào mức độ liên kết giữa các
nguyên tử trong mạng tinh thể. Trong tinh thể, mỗi một nguyên tử có một số các
nguyên tử lân cận có liên kết mạnh gọi là số phối vị. Các nguyên tử trên bề mặt vật
liệu sẽ có số phối vị nhỏ hơn số phối vị của các nguyên tử ở bên trong nên chúng có
thể dễ dàng tái sắp xếp để có thể ở trạng thái khác hơn. Nh vậy, nếu kích thớc của
hạt nano giảm, nhiệt độ nóng chảy sẽ giảm. Ví dụ, hạt vàng 2 nm có T
m
= 500C,
kích thớc 6 nm có T
m
= 950C.
11
1.1.5. ứng dụng của vật liệu nano và các hạt nano kim loại [5]
a. Công nghệ điện tử công nghệ thông tin
Sự ra đời của máy tính điện tử đã mở ra cuộc cách mạng khoa học công nghệ
thông tin với những bớc phát triển rực rỡ trong những thập niên cuối thế kỷ XX cho đến
nay. Tuy nhiên, các linh kiện máy tính sử dụng công nghệ này đã tiệm cận giới hạn lý
thuyết và tiếp tục phát triển, chúng trở nên quá đắt đỏ. Nếu không tìm ra đợc biện pháp
thay thế hữu hiệu, các linh kiện cũ này sẽ không thể đáp ứng đợc nhu cầu bộ nhớ ngày

Một trong những ứng dụng đợc mong chờ nhất của công nghệ nano là chế
tạo đợc các thiết bị đủ nhỏ và đủ thông minh để đa thuốc đến đúng địa chỉ cần
thiết trong cơ thể con ngời, đảm bảo để thuốc không gây ảnh hởng đến những tế
bào khỏe mạnh khác gây ra tác dụng phụ nguy hiểm. Các hạt nano từ tính có thể
12
đảm nhiệm công việc này. Các hạt nano từ này có thể đợc chế tạo sao cho có thể
liên kết với các phân tử của thuốc cần dùng. Nh vậy các hạt nano từ đóng vai trò là
xe tải kéo rơ - mooc là các phân tử thuốc. Sau đó chỉ cần dùng từ trờng hớng
các xe tải nano kéo thuốc đến đúng địa chỉ. Gần đây, các nhà khoa học Trung
Quốc đã tuyên bố phát minh ra và thử nghiệm thành công trong phòng thí nghiệm
một thiết bị siêu nhỏ có độ dài 200 nm, có thể lu chuyển trong mạch máu ngời và
thả thuốc vào đúng nơi thầy thuốc quy định. Thiết bị sau đó thoát ra ngoài qua đ-
ờng bài tiết. Tạp chí Hội hóa học Mỹ và tạp chí Đức Angew. Chemie đã công bố
và đánh giá cao phát minh này.
Các nhà khoa học Mỹ cũng đang chế tạo ra các phòng thí nghiệm siêu
nhỏ có thể nằm gọn trong lòng bàn tay đợc nhờ công nghệ nano. Những phòng
thí nghiệm này có thể cho ngay những kết quả phân tích ở nơi ủ bệnh.
d. Năng lợng, môi trờng
Nhờ công nghệ nano, những loại pin mới có khả năng quang hợp nhân
tạo sẽ giúp con ngời sản xuất năng lợng sạch. Với công nghệ nano, ngời ta cũng
có thể tạo ra những thiết bị ít tiêu tốn năng lợng hơn do sử dụng những loại vật
liệu nhỏ nhẹ hơn.
Các màng nano (với chi phí sản xuất thấp) hứa hẹn có thể hấp thụ đợc
nhiều năng lợng mặt trời hơn các vật liệu quang điện hiện nay. Đấy có thể khởi
đầu cho một cuộc cách mạng trong việc sử dụng năng lợng mặt trời.
Các chất làm sạch môi trờng cũng đang là vấn đề đợc quan tâm. Các máy
lọc tạo bởi ống cacbon nano, với hình trụ rỗng tiết diện chỉ vài nano mét bề
ngang có khả năng lọc đợc các vi khuẩn và vi rút trong nớc uống. Công nghệ
nano giờ đây đang đợc áp dụng khá phổ biến ở Pháp để lọc nớc thải.
e. An ninh quốc phòng

số tất cả các kim loại. Bạc cũng vợt xa các kim loại khác về tính dẻo, dễ dát mỏng
và dễ kéo sợi [6].
Về mặt hóa học, bạc là kim loại rất kém hoạt động. Bạc không tác dụng với
ôxi không khí kể cả khi đun nóng nên bạc đợc xem là kim loại quý điển hình.
Bạc đợc biết đến nh một kim loại có khả năng diệt khuẩn từ khá sớm. Trong
lịch sử văn minh nhân loại, bạc đã từng đợc sử dụng để giữ sạch nớc uống, xử lý môi
trờng, y tế và ngăn chặn sự phát tán dịch bệnh. Cách đây khoảng vài trăm năm, các
nhà khoa học đã coi huyết thanh của ngời nh là một dịch keo, vì vậy keo bạc đợc sử
dụng làm chất kháng khuẩn ngay trong cơ thể con ngời [18]. Kể từ đó keo bạc đợc
xem nh là chất diệt khuẩn mạnh nhất tồn tại trong tự nhiên, đợc sử dụng rộng rãi
bằng cách uống hoặc tiêm ven để chữa trị các bệnh nấm trên da, điều trị các vết th-
ơng, vết bỏng, các bệnh đờng tiêu hóa và răng miệng, làm thuốc nhỏ mắt v.v Đã có
rất nhiều chế phẩm từ bạc đợc lu hành rộng rãi trong thực tiễn y học, trong đó có thể
nêu ra một số chế phẩm điển hình nh collargol hoặc protargol. Các chế phẩm này đã
từng đợc khuyến cáo sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm trùng thờng gặp nh thơng
hàn, dịch tả, viêm màng não, bệnh tai mũi họng, viêm gan, giang mai, viêm loét dạ
dày và các bệnh liên quan đến phẫu thuật nh nhiễm trùng vết thơng, áp xe, ruột thừa,
viêm tuyến vú. Tuy nhiên vào khoảng giữa thế kỉ XX sau khi thuốc kháng sinh đợc
phát minh và đa vào ứng dụng với hiệu quả cao hơn, ngời ta không còn quan tâm
nhiều tới giá trị chữa bệnh của bạc nữa. Nhng những năm gần đây do ngày càng
xuất hiện nhiều loài vi khuẩn kháng thuốc, các nhà y học lại bắt đầu hớng sự chú ý
vào khả năng diệt khuẩn đặc biệt của bạc do nó có phổ tác dụng rộng và không bị ràng
buộc bởi hiệu ứng kháng thuốc.
1.2.2. Bạc nano và tính u việt của bạc nano so với bạc ion và bạc khối
Nano bạc là tập hợp của các nguyên tử bạc có kích thớc từ 1 tới 100 nm th-
ờng đợc chế tạo ở dạng bột và dạng keo.
Nano bạc mang đầy đủ tính chất của bạc khối nh dẫn điện, dẫn nhiệt, khả
năng xúc tác, tính điện quang, khả năng diệt khuẩn. Ngoài ra, bạc nano có nhiều
14
tính khác biệt so với bạc kim loại nhờ các đặc tính của nano nh diện tích bề mặt lớn,

quá nhiều cha kịp đợc bảo vệ thì dễ dàng biến keo tụ thành các hạt có kích thớc
lớn. Nếu chất khử sử dụng quá yếu, quá trình xảy ra chậm, đạt hiệu suất thấp thì dễ
sinh ra nhiều quá trình trung gian và các sản phẩm không mong muốn. Các tác
nhân khử thờng dùng là: etylen glicol, formanđêhit, natribohydrua, hydrazin, gluco
[23].
Các tác nhân khử vừa là chất bảo vệ vừa là chất khử lại đóng vai trò dung
môi là thích hợp nhất trong việc tổng hợp bạc nano.
15
Chất bảo vệ thờng đợc sử dụng là các polime mạch dài, các chất hoạt động
bề mặt, thiol mạch thẳng có số nguyên tử cacbon lớn nh: PVP, PVA, PEG [27]
Các chất bảo vệ này có thể là chất độc lập khi thêm vào hỗn hợp phản ứng nhng có
nhiều trờng hợp, nó chính là sản phẩm khử sinh ra trong quá trình phản ứng hoặc
các muối bạc ban đầu cha phản ứng hết. Vai trò của chúng là khống chế quá trình
lớn lên và tập hợp các hạt bạc nano tạo thành [16].
Có nhiều ý kiến giải thích khác nhau về vai trò của chất bảo vệ nhng điểm
chung đều cho là có sự tơng tác giữa các nguyên tử bạc nano ở lớp vỏ ngoài với
các tác nhân này, làm giảm năng lợng tự do bề mặt hạt nano. Phân tử các tác nhân
làm bền thờng có các nhóm phân cực nh nhóm - OH ở PVA, xenlulozơ gắn trên
các polime có ái lực mạnh với Ag
+
hay nguyên tử Ag kim loại. Các hạt bạc nano
khi vừa hình thành trên khuôn polime nh vậy đã đợc ngăn cách với nhau và không
thể kết tụ đợc với nhau. Điều này đã khống chế quá trình lớn lên và tập hợp của
các hạt, do đó dễ tạo kích thớc nhỏ và đồng đều.
Ngoài ra, các hạt bạc nano còn đợc bảo vệ theo quy chế làm bền của các hạt
keo. Khi ion Ag
+
cha bị khử hoàn toàn, chúng đợc hấp thụ trên bề mặt hạt và đợc
tạo thành các mixen gồm nhân bạc, một lớp chất bảo vệ và lớp đệm kép của Ag
+

+
thành Ag. Đây là phơng pháp tạo kích thớc hạt có độ đồng đều
cao và nhỏ.
Phơng pháp Polyol
Có thể dùng etylen glycol (PEG) và các điol làm chất khử ở nhiệt độ cao
trong sự có mặt của chất làm bền để tạo ra các hạt bạc nano [11]. Qua nghiên cứu
ngời ta thấy rằng khả năng khử PEG nhạy hơn, nó lại có mạch cacbon dài nên PEG
vừa là chất khử vừa là chất bảo vệ trong quá trình phản ứng.
Phơng pháp phân huỷ nhiệt.
Trong phơng pháp này ngời ta thờng sử dụng một muối của bạc và axit hữu
cơ thờng là các họ axit béo mạch dài thẳng làm chất bảo vệ. Nung muối đó ở nhiệt
độ dới 300
0
C trong vòng 2 giờ ta sẽ thu đợc tinh thể bạc nano với kích cỡ nhỏ và
phân bổ kích thớc hẹp [15,17].
Phơng pháp này đơn giản, ít độc, tốn ít hoá chất, thời gian phản ứng thấp, dễ
dàng tạo ra lợng lớn, kích thớc hạt thu đợc rất nhỏ, phân bố trong một khoảng hẹp
và thờng dới dạng tinh thể.
Ngoài các phơng pháp trên còn có phơng pháp khác nh dùng sóng siêu âm,
quang hoá hay phơng pháp phóng xạ kết hợp với thuỷ nhiệt.
1.2.4. ứng dụng của nano bạc
Vật liệu bạc nano vừa kết hợp đợc những tính chất u việt của vật liệu nano,
vừa kết hợp đợc những tính chất quý báu của bạc kim loại nên có rất nhiều ứng dụng
trong đời sống nh:
a. ứng dụng trong công nghiệp điện tử (khả năng dẫn điện, truyền quang)
Do khả năng dẫn điện tốt mà nano bạc đợc sử dụng làm chất truyền dẫn trong
những vi mạch điện tử. Nhờ vậy mà kích thớc các thiết bị điện tử ngày càng nhỏ
xuống và chất lợng thì ngày càng tốt hơn.
b. ứng dụng hoạt tính diệt khuẩn
Đã có nhiều công trình khoa học nghiên cứu giải thích hoạt tính kháng khuẩn

tế bào và ion Ag
+
đợc hấp phụ lên đó, các ion này sau đó xâm nhập vào bên trong tế
bào vi khuẩn và vô hiệu hóa chúng.
Cho đến nay mới chỉ có một quan điểm liên quan đến cơ chế tác động của
nano bạc lên tế bào vi sinh vật là đợc đa số các nhà khoa học thừa nhận. Đó là khả
năng diệt vi khuẩn của hạt nano bạc, là kết quả của quá trình chuyển đổi các nguyên
tử bạc kim loại thành dạng ion Ag
+
tự do và các ion tự do này sau đó tác dụng lên vị
trí mang điện tích âm trên vi khuẩn. Mặc dù cơ chế tác dụng của các ion bạc lên vi
sinh vật vẫn cha hoàn toàn sáng tỏ, nhng đa số các nhà nghiên cứu có cùng quan điểm
thống nhất rằng chúng phá hủy chức năng hô hấp hoặc phá hủy chức năng của tế bào,
hoặc liên kết với DNA của tế bào vi sinh vật và phá hủy chức năng của chúng.
Nano bạc có thể sử dụng ở dạng dung dịch làm chất diệt khuẩn trực tiếp hay
đa vào các vật liệu khác để tạo ra những sản phẩm mới có khả năng kháng khuẩn rất
tốt. Chúng có phổ diệt khuẩn rộng và không ảnh hởng tới sức khỏe con ngời nên đợc
ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Trong y học ngời ta dùng nano bạc để làm các loại bông gạc y tế (gạc chữa
bỏng đợc phủ nano bạc), các dụng cụ phẫu thuật, dung dịch tẩy trùng và một số dợc
phẩm.
Trong may mặc ngời ta có thể tạo ra vải có chứa nano bạc giúp cho loại vải
mới này có khả năng tự diệt khuẩn và nhờ đặc tính bề mặt mà nó cũng giảm khả
năng bám bẩn của vải. [9]
Nhờ tính năng khử khuẩn của nano bạc và tác dụng lọc mùi, lọc khí độc của
than hoạt tính, khẩu trang nano bạc đợc sản xuất hứa hẹn ngăn ngừa cúm A/ H1N1.
18
Hình 1.1: Khẩu trang nano bạc ngừa cúm H1N1.
Trong xây dựng sử dụng sơn nano bạc có khả năng tự diệt khuẩn chống bám
bẩn, dễ lau chùi.

bào pin mặt trời [29].
- H
2
O
2
có khả năng phân huỷ ra oxi ở nhiệt độ thờng nên đợc sử dụng nh nhiên
liệu sạch trên các tàu vũ trụ. Chất xúc tác cho quá trình phân huỷ H
2
O
2
là CuO kích
thớc nano [20].
Tuy vậy, nhiều nghiên cứu còn cho thấy CuO nguyên chất có hoạt tính xúc
tác không cao lắm. Những vật liệu compozit nh CuO/Fe
2
O
3
và Cu
2
(OH)
3
Cl/CuO,
Ag/CuO có hoạt tính xúc tác cao hơn [21]. Tuy nhiên, quá trình tổng hợp là quá
trình phức tạp và sự kết tủa của các hạt nano điều chỉnh không dễ dàng.
Quá trình tổng hợp của nano Ag/CuO là sự kết hợp các hợp chất đồng trong
dung dịch và các muối bạc. Sự bất lợi của quá trình tổng hợp là loại bỏ các anion,
kết quả là thời gian thực hiện dài và giá sản phẩm cao hơn. Hơn nữa, trong lúc làm
sạch anion kích thớc các tiểu phân tăng vì sự kết tụ của sản phẩm và do đó làm khả
năng xúc tác bị giảm. Trong công trình nghiên cứu [20] vật liệu nano Ag/CuO đợc
điều chế từ đồng kim loại, oxi không khí và NH

O
A
1
2
1 '
2 '
d
I
I I
Hình 1.8. Sự phản xạ tia X trên bề mặt tinh thể.
Nh vậy, việc đo các cực đại nhiễu xạ tia X theo góc khác nhau sẽ cho phép
xác định đợc hằng số d đặc trng cho mạng tinh thể.
Trên máy chụp phổ nhiễu xạ tia X, một chùm điện tử đợc tăng tốc trong điện
trờng và đập vào catot để phát ra tia X. Phổ phát xạ tia X của đối catot là một dải có
vạch đặc trng. Một vạch sẽ đợc tách ra bằng kính lọc và tia X thu đợc coi nh là tia
đơn sắc. Chùm tia X đơn sắc này đợc hội tụ, tạo chùm song song chiếu vào mẫu.
Mẫu đợc mang lên các tấm tròn và đợc gắn lên giá. Giá này có thể quay quanh trục
của nó trong phạm vi những góc xác định. Máy đếm ghi nhận nhiễu xạ (detector) đ-
ợc kết nối với giá đựng mẫu bằng một hệ thống cơ khí chính xác sao cho chuyển
động của chúng đồng bộ với nhau để detector có thể ghi nhận đợc tất cả các tia
nhiễu xạ dới các góc đo khác nhau. Hình ảnh nhiễu đợc trình bày dới dạng một
nhiễu xạ đồ. Sau khi ghi phổ, máy sẽ so sánh với th viện các phổ chuẩn để xác định
các pha trong mẫu, cấu trúc và tỉ phần pha.
Có thể tính đợc kích thớc tinh thể trung bình của hạt bằng công thức Debye-
Scherrer: d=
0,9
.cos


Trong đó: d là kích thớc hạt trung bình (nm).