BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Trần Thị Thu Hƣơng

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO
BẠC, ĐỒNG, SẮT ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN LAM ĐỘC
TRONG THỦY VỰC NƢỚC NGỌT

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

Hà Nội - 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Trần Thị Thu Hƣơng

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO
BẠC, ĐỒNG, SẮT ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN LAM ĐỘC


i

MỤC LỤC

MỤC LỤC ................................................................................................................... i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. vi
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .............................................................5
1.1. Tổng quan về vật liệu nano ...........................................................................5
1.1.1. Khái niệm chung về vật liệu nano ..............................................................5
1.1.2. Một số tính chất chung của vật liệu nano ..................................................5
1.1.3. Tổng quan về vật liệu nano kim loại bạc và đồng ......................................7
1.1.4. Tổng quan về vật liệu nano sắt từ ............................................................17
1.2. Tổng quan về vi khuẩn lam và hiện tƣợng phú dƣỡng ................................20
1.2.1. Vi khuẩn lam .............................................................................................20
1.2.2. Hiện tượng phú dưỡng .............................................................................22
1.3. Các biện pháp xử lý tảo gây nở hoa và tảo Ďộc trên thế giới và Việt Nam .28
1.3.1. Các biện pháp xử lý cơ học, vật lý ...........................................................29
1.3.2. Các biện pháp xử lý hóa học ....................................................................30
1.3.3. Các phương pháp sinh học, sinh thái .......................................................34
1.3.4. Xử lý tảo bằng vật liệu nano ....................................................................37
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................47
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................................47
2.2. Hóa chất và thiết bị sử dụng ........................................................................48
2.2.1. Hóa chất ...................................................................................................48
2.2.2. Thiết bị ......................................................................................................49
2.3. Các phƣơng pháp tổng hợp vật liệu .............................................................49
2.3.1. Tổng hợp vật liệu nano bạc bằng phương pháp khử hóa học ..................49

2.8.2. Phương pháp quan sát cắt lát mỏng mẫu tế bào ......................................61
2.9. Phƣơng pháp thống kê và xử lý số liệu .......................................................61
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................62
3.1. Tổng hợp vật liệu nano ................................................................................62
3.1.1. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới đặc trưng của vật liệu nano bạc
tổng hợp bằng phương pháp khử hóa học ..........................................................62
3.1.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới đặc trưng của vật liệu nano đồng
bằng phương pháp khử hóa học .........................................................................70
3.1.3. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng của vật liệu nano sắt từ
tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa..........................................................77


iii

3.2. Đánh giá khả năng ức chế sinh trƣởng và diệt tảo của các loại vật liệu nano
Ďã tổng hợp ............................................................................................................81
3.2.1. Nghiên cứu thăm dò khả năng diệt VKL của ba loại vật liệu nano .........81
3.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của vật liệu nano bạc đến sinh trưởng và phát triển
của VKL Microcystis aeruginosa KG và tảo lục Chlorella vulgaris .................83
3.2.3. Đánh giá ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến sinh trưởng và phát
triển của VKL Microcystis aeruginosa KG và tảo lục Chlorella vulgaris .........94
3.3. Kết quả Ďánh giá tính an toàn của vật liệu nano (ảnh hƣởng của vật liệu
nano Ďồng Ďến một số sinh vật khác)...................................................................108
3.3.1. Ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến giáp xác Daphnia magna ........109
3.3.2. Ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến bèo tấm Lemna sp. ..................112
3.4. Kết quả thực nghiệm với mẫu nƣớc hồ Tiền (mẫu nƣớc hồ thực tế bùng
phát VKL) ............................................................................................................115
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................121
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................125


HLKH&CN Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

ĐHKHTN

Đại học Khoa học Tự nhiên

KH-CN

Khoa học Công nghệ

TPHCM

Thành phố Hồ Chí Minh

TVN

Thực vật nổi

TVTS

Thực vật thủy sinh

Chla

Diệp lục

KG


IR

Phổ hồng ngoại

Infrared Spectroscopy

ROS

Các oxy hoạt Ďộng

Reactive Oxygen Species

Fcc

Cấu trúc lập phƣơng tâm mặt

Face centered cubic

Chlorophyll a

Scanning

Electron

Microscope
Transmission

electron


Bảng 3.4. Biến Ďộng giá trị của các thông số thuỷ lý, thuỷ hoá trong các mẫu thí
nghiệm (bổ sung vật liệu nano Ďồng 1 ppm) và mẫu Ďối chứng (nƣớc hồ Tiền không
bổ sung dung dịch vật liệu nano Ďồng). ..................................................................118


vi

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hình ảnh thể hiện kích thƣớc nano (màu Ďỏ) so với một số Ďối tƣợng vật
lý và sinh học theo thang kích thƣớc ( ..................5
Hình 1.2. Ảnh hƣởng của số lƣợng nguyên tử Ďến diện tích bề mặt riêng .................7
Hình

1.3.

Cơ

chế

kháng

khuẩn

của

vật

liệu

nano


(nguồn:

) .....................................................................................25
Hình 2.1. Hình ảnh Vi khuẩn lam M. aeruginosa KG và tảo lục C. vulgaris sử dụng
trong thí nghiệm ........................................................................................................47
Hình 2.2. Hình ảnh bèo tấm Lemna sp. và giáp xác Daphnia magna sử dụng trong
thí nghiệm..................................................................................................................48
Hình 2.3. Hình ảnh nƣớc hồ Tiền trong khuôn viên Đại học Bách Khoa Hà Nội ....48
Hình 2.4. Quy trình Ďiều chế dung dịch nano Ag sử dụng NaBH4 làm chất khử .....50
Hình 2.5. Quy trình tổng quát tổng hợp vật liệu nano Ďồng bằng phƣơng pháp khử
hóa học ......................................................................................................................51
Hình 2.6. Quy trình tổng hợp hạt nano từ Fe3O4 bằng phƣơng pháp Ďồng kết tủa ...52
Hình 2.7. Các tia X nhiễu xạ trên bề mặt tinh thể chất rắn (nguồn: ...........................................................................................................54
Hình 2.8. Nguyên tắc tán xạ tia X dùng trong phổ EDX ..........................................55
Hình 3.1. Phổ UV-VIS các mẫu nano Ag phụ thuộc tỷ lệ nồng Ďộ NaBH4/Ag+ ......63
Hình 3.2. Ảnh TEM của nano Ag phụ thuộc vào tỷ lệ nồng Ďộ BH4-/Ag+ ..............64
Hình 3.3. Lực Ďẩy của hạt nano Ag khi hấp phụ BH4- (M0-các hạt nano Ag) [158] 65
Hình 3.4. Phổ UV-VIS của nano bạc phụ thuộc vào nồng Ďộ chitosan ....................66
Hình 3.5. Ảnh TEM của nano bạc phụ thuộc vào nồng Ďộ chitosan ........................66
Hình 3.6. Cấu tạo phân tử của chitosan ( ....67


vii

Hình 3.7. Phổ UV-VIS của nano bạc phụ thuộc vào nồng Ďộ axit citric ..................68
Hình 3.8. Ảnh TEM của nano Ag phụ thuộc tỷ lệ nồng Ďộ [Citric]/[Ag+] ...............69
Hình 3.9. Ảnh HR-TEM của vật liệu nano Ag khảo sát ở tỷ lệ tối ƣu .....................70
Hình 3.10. Phổ XRD của vật liệu nano Cu khảo sát theo tỉ lệ nồng Ďộ NaBH4/Cu2+
...................................................................................................................................71

không bổ sung dung dịch nano bạc (a) và mẫu thử nghiệm bổ sung dung dịch nano
bạc nồng Ďộ 1ppm sau 48h ........................................................................................88
Hình 3.27. Ảnh hƣởng của vật liệu nano bạc Ďến sinh trƣởng của tảo lục C. vulgaris
ở các nồng Ďộ khác nhau (0; 0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 1 và 5 ppm): a) sinh trƣởng tính
theo mật Ďộ quang OD và b) tính theo mật Ďộ tế bào. ..............................................89
Hình 3.28. Ảnh hƣởng của vật liệu nano bạc tính theo hiệu suất ức chế sinh trƣởng
(a) và hàm lƣợng chla (b) Ďến sinh trƣởng của tảo lục C. vulgaris ở các nồng Ďộ 0;
0,005; 0,01; 0,05; 0,1 và 1 ppm sau 10 ngày. ...........................................................90
Hình 3.29. Kết quả chụp SEM hình thái tế bào tảo lục C. vulgaris: tế bào tảo không
tiếp xúc với vật liệu nano bạc (a); tế bào tiếp xúc với nano bạc (1 ppm) sau 48h (b).
...................................................................................................................................91
Hình 3.30. Phổ EDX và thành phần các nguyên tố xuất hiện trên bề mặt tế bào tảo
lục C. vulgaris sau 48h tiếp xúc với vật liệu nano bạc ở nồng Ďộ 1ppm ..................92
...................................................................................................................................92
Hình 3.31. Ảnh TEM cấu trúc tế bào tảo lục C. vulgaris: a) Mẫu Ďối chứng không
bổ sung dung dịch nano bạc (a) và mẫu thử nghiệm có tảo lục C. vulgaris tiếp xúc
với dung dịch nano bạc nồng Ďộ 1ppm sau 48h ........................................................92
Hình 3.32. Sinh trƣởng của chủng VKL M. aeruginosa KG ở các nồng Ďộ dung dịch
nano Ďồng khác nhau (0,01; 0,05; 0,1; 1 và 5 ppm): sinh trƣởng tính theo mật Ďộ
quang (OD) (a); theo hàm lƣợng chla (b); theo mật Ďộ tế bào (c) ............................94
Hình 3.33. Hiệu suất ức chế sinh trƣởng VKL M. aeruginosa KG ở các nồng Ďộ
dung dịch nano Ďồng khác nhau (0,01; 0,05; 0,1; 1 và 5 ppm) sau 10 ngày.............96
Hình 3.34. Cấu trúc, hình thái tế bào VKL M. aeruginosa KG dƣới kính hiển vi Ďiện
tử quét (SEM): a) tế bào VKL ở mẫu Ďối chứng (không bổ sung vật liệu nano Ďồng)
và b) tế bào VKL ở mẫu có bổ sung 1ppm vật liệu nano sau 48h. ...........................97
Hình 3.35. Phổ EDX và thành phần các nguyên tố xuất hiện trên bề mặt tế bào VKL
M. aeruginosa KG sau 48h tiếp xúc với vật liệu nano Ďồng ở nồng Ďộ 1ppm .........97
Hình 3.36. Ảnh TEM chụp cấu trúc và hình thái tế bào VKL M. aeruginosa KG: tế
bào VKL ở mẫu Ďối chứng (a) và tế bào ở mẫu thí nghiệm có bổ sung 1ppm nano
Ďồng sau 48h (b) ........................................................................................................99

Ďồng khác nhau: Biểu Ďồ tăng trƣởng (a) và hình ảnh thí nghiệm thực tế (b) ........113
Hình 3.46. Hiệu suất ức chế sinh trƣởng của vật liệu nano Ďồng Ďến bèo Lemna sp.
sau 7 ngày. ...............................................................................................................114
Hình 3.47. Biến Ďộng sinh khối thực vật nổi (chla) giữa mẫu Ďối chứng và mẫu có
bổ sung dung dung dịch nano Ďồng (1 ppm) sau D0, D1, D2, D3, D4 và D8 ngày
thực nghiệm. ............................................................................................................116


x

Hình 3.48. Biến Ďộng mật Ďộ tế bào chi VKL Microcystis (b) và tổng mật Ďộ tế bào
thực vật nổi (a) giữa mẫu Ďối chứng (không bổ sung dung dịch nano Ďồng) và mẫu
thử nghiệm (mẫu có bổ sung 1 ppm dung dịch nano Ďồng) sau 8 ngày. ................117


1
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần Ďây, việc xây dựng và phát triển bền vững các ngành
sản xuất nhất là hai lĩnh vực công nghiệp và nông nghiệp là một yêu cầu cấp thiết
nhằm hạn chế những tác Ďộng của biến Ďổi khí hậu và tạo ra nhiều nguồn năng
lƣợng mới thay thế năng lƣợng tự nhiên sắp cạn kiệt. Bên cạnh Ďó, việc lạm dụng
quá mức phân bón và thuốc bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp là một trong
những nguyên nhân dẫn Ďến tình trạng ô nhiễm nguồn nƣớc. Ô nhiễm môi trƣờng
Ďất, nƣớc và không khí Ďã trở thành vấn Ďề hết sức nan giải không chỉ ở Việt Nam
mà còn diễn ra ở nhiều nơi trên thế giới, trong Ďó ô nhiễm môi trƣờng nƣớc là trầm
trọng hơn cả. Việc gia tăng dân số, phát triển các ngành công nghiệp, nông nghiệp
Ďã và Ďang làm gia tăng nguồn dinh dƣỡng Ďáng kể (chủ yếu là dƣ thừa nitơ và
photpho) trong các thủy vực. Nguồn nƣớc tiếp nhận (chủ yếu là nƣớc mặt) giàu dinh
dƣỡng dẫn Ďến phú dƣỡng nguồn nƣớc và làm mất cân bằng sinh thái ở các thủy
vực, gây ra hiện tƣợng “tảo nở hoa”. “Tảo nở hoa” là hiện tƣợng phát triển bùng

khối lƣợng, tạo ra ảnh hƣởng của bề mặt Plasmon cộng hƣởng, khả năng bám dính
tốt và Ďƣợc ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau nhƣ y tế, mỹ phẩm, Ďiện
tử, xúc tác hoá học, môi trƣờng... Vì có nhiều Ďặc Ďiểm ƣu việt và khả năng ứng
dụng thực tế cao nên quá trình sản xuất vật liệu nano trên toàn cầu Ďã không ngừng
tăng từ 2000 tấn năm 2004 và dự Ďoán từ năm 2011 Ďến 2020 sẽ lên Ďến 58.000 tấn.
Với những ƣu Ďiểm này, vật liệu nano Ďã mở ra tiềm năng lớn trong việc ứng dụng
vật liệu nano trong việc kiểm soát sự bùng phát tảo trong tƣơng lai.
Từ những lý do trên Ďề tài: “Nghiên cứu chế tạo và sử dụng vật liệu nano
bạc, đồng, sắt để xử lý vi khuẩn lam độc trong thuỷ vực nước ngọt” Ďã Ďƣợc lựa
chọn thực hiện.
 Mục mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu, chế tạo và xác Ďịnh tính chất, Ďặc trƣng của 03 vật liệu nano
(bạc, Ďồng và sắt) và Ďánh giá khả năng diệt VKL của vật liệu nano trong thủy vực
nƣớc ngọt.
 Đối tượng nghiên cứu
- Ba loại vật liệu nano bạc và Ďồng bằng phƣơng pháp khử hóa học; nano sắt
bằng phƣơng pháp Ďồng kết tủa;
- VKL M. aeruginosa KG và tảo lục C. vulgaris.
 Nội dung nghiên cứu
- Chế tạo và xác Ďịnh Ďặc trƣng, tính chất của ba loại vật liệu nano bạc, Ďồng
và sắt.
- Đánh giá khả năng diệt và ức chế VKL của ba loại vật liệu nano.


3
- Đánh giá tính an toàn của vật liệu.
- Thực nghiệm ứng dụng của vật liệu ở quy mô phòng thí nghiệm với mẫu
nƣớc hồ.
 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Ô nhiễm môi trƣờng nƣớc nói chung và ô nhiễm các thủy vực có nguyên

liệu nano, kết quả nghiên cứu cấu trúc vật liệu; kết quả thử nghiệm hoạt tính ức chế
và diệt VKL của vật liệu nano Ďã tổng hợp; kết quả Ďánh giá tính an toàn của vật
liệu cũng nhƣ kết quả thử nghiệm với mẫu nƣớc hồ thực tế.


5
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về vật liệu nano
1.1.1. Khái niệm chung về vật liệu nano
Khoa học nano: là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tƣợng và sự can
thiệp vào vật liệu tại các quy mô nguyên tử, phân tử và Ďại phân tử. Tại các quy mô
Ďó, tính chất của vật liệu khác hẳn với tính chất của chúng tại các quy mô lớn hơn.

Hình 1.1. Hình ảnh thể hiện kích thước nano (màu đỏ) so với một số đối tượng vật
lý và sinh học theo thang kích thước ( />Công nghệ nano: là ngành công nghệ liên quan Ďến việc thiết kế, phân tích,
chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc Ďiều khiển hình
dáng, kích thƣớc trên quy mô nanomet (nm, 1 nm = 10-9 m). Ranh giới giữa công
nghệ nano và khoa học nano Ďôi khi không rõ ràng, tuy nhiên chúng Ďều có chung
Ďối tƣợng là vật liệu nano.
Vật liệu nano: là vật liệu trong Ďó ít nhất một chiều có kích thƣớc nanomet.
Chúng có nhiều Ďặc tính nổi trội nhƣ: kích thƣớc Ďặc biệt
(%)
10

30.000

20

4,8.1011

7,6

5

4.000

40

8,6.1011

14,3

2

250

80

2,04.1012

14,3

Chiếm: 100%

Tổng số nguyên tử: 92
Số nguyên tử trên bề mặt: 74
Chiếm: 80%

Tổng số nguyên tử: 792
Số nguyên tử trên bề mặt: 394
Chiếm: 50%

Hình 1.2. Ảnh hưởng của số lượng nguyên tử đến diện tích bề mặt riêng
1.1.3. Tổng quan về vật liệu nano kim loại bạc và đồng

1.1.3.1. Tính chất đặc trưng của vật liệu nano kim loại bạc và đồng
Vật liệu nano bạc và Ďồng có nhiều tính chất khác biệt so với vật liệu khối.
Ngoài các tính chất chung của vật liệu nano kim loại nhƣ có Ďộ dẫn Ďiện cao, hoạt
tính xúc tác, hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thƣớc và có mật Ďộ Ďiện tử tự do lớn
[2], vật liệu nano kim loại bạc và Ďồng còn có một số Ďặc trƣng chính nhƣ sau:
a) Tính kháng khuẩn
Vật liệu nano bạc Ďã Ďƣợc nhiều công trình nghiên cứu và công bố là có tính
kháng khuẩn cao, cơ chế kháng khuẩn chính của vật liệu nano bạc vì chúng có khả
năng nhƣ sau (Hình 1.3) [3-5]:
- Vô hiệu hóa enzyme: Các enzyme do vi sinh vật sinh ra thƣờng chứa các
cầu nối disunfit (S-S), các cầu nối này Ďóng vai trò nhƣ một công tắc Ďóng, mở
thuận nghịch Ďể tạo ra protein khi tế bào vi khuẩn gặp các phản ứng oxy hóa. Các
hạt nano bạc liên kết các cầu nối này trong cấu trúc tế bào của vi sinh vật và giải
phóng ion bạc từ các hạt nano bằng cách tƣơng tác với các nhóm thiol của nhiều
enzyme quan trọng và vô hiệu hóa chúng nên có khả năng diệt vi khuẩn, vi nấm.
- Phá vỡ thành tế bào: Vật liệu nano bạc hỗ trợ quá trình tạo ra các oxy hoạt
tính trong không khí hoặc trong nƣớc, những oxy hoạt tính này phá vỡ màng tế bào

với màng tế bào vi sinh vật nhờ việc giải phóng ra các ion kim loại trong dung dịch.
Các nghiên cứu cho thấy rằng, các hạt kim loại nano thể hiện hoạt tính sinh học với
sản phẩm Ďƣợc tổng hợp bằng nhiều phƣơng pháp khác nhau. Các hạt nano Ďồng
trong quá trình hoạt Ďộng sẽ giải phóng các ion Ďồng, lƣợng ion Ďồng Ďƣợc giải
phóng sẽ gia tăng khi kích thƣớc các hạt nano nhỏ và diện tích bề mặt lớn. Đồng tạo
nên các gốc hydroxyl liên kết với các phân tử ADN và làm mất trật tự cấu trúc xoắn
ốc nhờ các liên kết giữa các axit nucleic. Các hạt nano Ďồng cũng làm hỏng các
protein bề mặt tề bào không hoạt Ďộng mà các protein này cần cho việc vận chuyển
các vật chất Ďi qua màng tế bào làm cho sự bền vững của màng tế bào và lipid màng
tế bào bị ảnh hƣởng [6-8].
b)Tính chất quang học và hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt [3, 4, 8, 9]
Tính quang học của các hạt nano kim loại bạc và Ďồng bắt nguồn từ hiện
tƣợng cộng hƣởng Plasmon bề mặt (surface plasmon resonance) do Ďiện tử tự do
trong nano bạc hấp thụ ánh sáng. Khi kim loại có mật Ďộ Ďiện tử tự do lớn, các Ďiện
tử tự do này sẽ dao dộng dƣới tác dụng của Ďiện từ trƣờng bên ngoài hấp thụ ánh
sáng. Khi quãng Ďƣờng tự do trung bình của Ďiện tử nhỏ hơn kích thƣớc, các dao
dộng sẽ bị dập tắt nhanh chóng bởi các sai hỏng mạng hay bởi chính các nút mạng
tinh thể trong kim loại. Nếu kích thƣớc của kim loại nhỏ hơn quãng Ďƣờng tự do
trung bình thì hiện tƣợng dập tắt không còn nữa, Ďiện tử sẽ dao dộng cộng hƣởng
với ánh sáng kích thích. Tính chất quang của hạt nano kim loại có Ďƣợc do sự dao
dộng tập thể của các Ďiện tử, dẫn Ďến quá trình tƣơng tác với bức xạ sóng Ďiện từ
(Hình 1.5). Khi dao dộng nhƣ vậy, các Ďiện tử sẽ phân bố lại trong hạt nano kim
loại, làm cho hạt nanokim loại bị phân cực Ďiện, tạo thành một lƣỡng cực Ďiện. Vì
vậy xuất hiện một tần số cộng hƣởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ hình dạng,
kích thƣớc của hạt nano bạc và môi trƣờng xung quanh. Ngoài ra, nồng Ďộ hạt nano
kim loại cũng ảnh hƣởng Ďến tính chất quang. Nếu nồng Ďộ loãng thì có thể coi nhƣ
gần Ďúng hạt tự do, nếu nồng Ďộ cao thì phải tính Ďến ảnh hƣởng của quá trình
tƣơng tác giữa các hạt.



hiện nay phƣơng pháp này thƣờng Ďƣợc sử dụng nhiều Ďể Ďiều chế nano bạc. Đối
với phƣơng pháp khử hóa học thì vật liệu nano bạc chủ yếu Ďƣợc Ďiều chế từ các
phản ứng khử ion Ag+ trong dung dịch muối bạc thành Ag0 nhờ các tác nhân khử.
Trong phƣơng pháp khử hóa học, tỉ lệ chất khử và nồng Ďộ ion bạc, pH của
dung dịch, nồng Ďộ polyme cũng ảnh hƣởng Ďến hiệu suất và kích thƣớc hạt bạc.
Tác nhân khử và nồng Ďộ Ag+ là yếu tố có tính chất quyết Ďịnh kích thƣớc, hình
dáng hạt tạo thành [3, 5]. Theo kết quả nghiên cứu năm 2009, Tolaymat và cs. Ďƣa
ra các loại tác nhân khử Ďƣợc sử dụng là: NaBH4, citrat, các amine, axit ascorbic,
andehit, các loại Ďƣờng… và các tác nhân bền hóa thƣờng Ďƣợc dùng hiện nay nhƣ:
chitosan, citrat, PVP, PVA, CTAB, các loại Ďƣờng [12].
Nồng Ďộ AgNO3 ảnh hƣởng Ďáng kể Ďến kích thƣớc hạt. Các nghiên cứu cho
thấy, nếu tăng nồng Ďộ AgNO3 thì tốc Ďộ hình thành hạt nano bạc cũng nhanh hơn
do có một lƣợng lớn hạt nano Ďƣợc hình thành trong một thời gian ngắn. Tuy nhiên,
khi nồng Ďộ AgNO3 tăng, các hạt nano bạc Ďƣợc hình thành sau Ďó sẽ va chạm với
nhau thƣờng xuyên hơn (do mật Ďộ lớn) và kết quả là chúng sẽ bị kết tụ lại với nhau
[5, 13].
Độ pH ảnh hƣởng trực tiếp tới cấu trúc và sự bền vững cũng nhƣ màu sắc của
hạt. Khi pH cao hoặc thấp chúng sẽ ảnh hƣởng trực tiếp tới quá trình phản ứng và ảnh
hƣởng tới lớp polyme bao phủ làm thay Ďổi tính chất chất của keo nano bạc và kích
thƣớc hạt của chúng. Khi pH quá lớn sẽ xảy ra quá trình tạo thành Ag2O nên khó
khống chế phản ứng, Ďặc biệt khi pH cao, ion OH- làm mỏng lớp Ďiện kép bao ngoài
hạt nano làm các hạt nano dễ tập hợp lại tạo thành các hạt có kích thƣớc lớn [5, 13].
Nồng Ďộ chất bao bọc bề mặt polyme cũng ảnh hƣởng trực tiếp tới kích
thƣớc và tính chất keo nano bạc. Nếu nồng Ďộ polyme quá lớn, các hạt nano bạc sẽ
phân tán không Ďều, bị kết Ďám và kết tủa. Nếu nồng Ďộ polyme thấp, chúng sẽ
không bao phủ Ďƣợc hết lƣợng nano bạc vì vậy các hạt nano bạc sẽ kết tụ lại. Cơ
chế làm bền của một số chất ổn Ďịnh nhƣ sau [14-17]:
Đối với sodium citrate (C6H5O7Na3), trong quá trình khử, bề mặt của hạt nano
bạc hấp thụ các ion Ag+ tạo ra lớp ion dƣơng trên bề mặt. Tiếp Ďó các ion âm citrate