ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

VŨ THỊ NHỚ

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ DẠNG Cu2O, Cu2O/Au
NANO VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội–Năm 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

VŨ THỊ NHỚ

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ DẠNG Cu2O, Cu2O/Au
NANO VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG
Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số

: 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: - HDC: PGS.TS. TRIỆU THỊ NGUYỆT
- HDP: TS. NGẠC AN BANG

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................... 3
1.1. Đồng (I) oxit (Cu2O) .............................................................................................. 3
1.1.1. Các phương pháp tổng hợp Cu2O nano ........................................................... 4
1.1.1.1.

Phương pháp khử trong dung dịch ........................................................ 4

1.1.1.2.

Phương pháp đồng kết tủa..................................................................... 5

1.1.1.3.

Phương pháp sử dụng bức xạ và sóng siêu âm. .................................... 5

1.1.2.

1.2.

Ứng dụng của Cu2O nano ............................................................................ 5

1.1.2.1.

Xúc tác oxi hóa khử .............................................................................. 5

1.1.2.2.

Xúc tác quang hóa ................................................................................. 6



Ứng dụng của Au nano .............................................................................. 12

1.2.2.1.

Xúc tác quang hóa ............................................................................... 12

1.2.2.2.

Xúc tác oxi hóa khử ............................................................................ 13

1.2.2.3.

Chế tạo pin năng lượng mặt trời ......................................................... 14

1.2.2.4.

Ứng dụng trong sinh, y học. ................................................................ 14

Cấu trúc dị thể Au –Cu2O nhân – vỏ ................................................................ 15

1.3.1. Các phương pháp tổng hợp Au – Cu2O nhân – vỏ ........................................ 16
1.3.1.1.

Phương pháp khử hóa học................................................................... 16

1.3.1.2.

Phương pháp sử dụng bức xạ sóng siêu âm ........................................ 16


Phương pháp quang phổ UV – VIS ........................................................... 19

1.4.3.

Kính hiển vi điện tử quét SEM .................................................................. 20

1.4.4.

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ..................................................... 21

1.4.5.

Quang phổ tia X (PIXE) ............................................................................ 22

CHƢƠNG 2: MỤC ĐÍCH, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC
NGHIỆM ....................................................................................................................... 24
2.1. Mục đích và nội dung nghiên cứu. ...................................................................... 24
2.2. Hóa chất ............................................................................................................... 24
2.2.1. Hóa chất ......................................................................................................... 24
2.2.2. Pha hóa chất................................................................................................... 24
2.3.

Thực nghiệm ..................................................................................................... 25

2.3.1.

Điều chế Cu2O nano .................................................................................. 25

2.3.2.


Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ...................................................... 31

2.4.5.

Phương pháp quang phổ tia X (PIXE) ....................................................... 31

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 32
3.1.

Tổng hợp Cu2O ................................................................................................. 32

3.2.

Tổng hợp nhân vàng kích cỡ nanomet ............................................................. 35

3.2.1.

Hạt nano vàng ............................................................................................ 36

3.2.2.

Thanh nano vàng ........................................................................................ 37

3.3.

Điều chế cấu trúc dị thể nhân – vỏ Au –Cu2O ................................................. 39

3.3.1.

Cấu trúc dị thể với nhân là hạt nano vàng ................................................. 39

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Điều kiện tổng hợp Cu2O nano………………………………………...

26

Bảng 2: Điều kiện tổng hợp cấu trúc nhân – vỏ Au – Cu2O…………………..... 28
Bảng 3: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ metylen xanh…………... 30
Bảng 4: Kết quả điều chế Cu2O với lượng chất khử khác nhau………………...

32

Bảng 5: Kết quả tổng hợp cấu trúc dị thể nhân – vỏ Au –Cu2O với nhân là hạt
nano vàng……………………………………………………………………….. 40
Bảng 6: Kết qủa phân tích đế silic và mẫu phân tán trên đế silic……………….

44

Bảng 7: Kết quả tổng hợp nhân – vỏ Au – Cu2O với nhân là thanh nano
vàng…

48

Bảng 8: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của CTAB với việc tạo cấu trúc dị thể Au
- Cu2O với nhân là hạt nano vàng………………………………………………

52

Bảng 9: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của PVP tới việc tạo cấu trúc dị thể Au –
Cu2O với nhân là hạt nano vàng………………………………………………


Hình 16: Giản đồ XRD của mẫu D2 .............................................................................. 41
Hình 17: Giản đồ XRD của mẫu D3 ............................................................................. 41
Hình 18: Giản đồ XRD của mẫu D4 .............................................................................. 42
Hình 19: Phổ PIXE phân tích đế silic tinh khiết ........................................................... 43
Hình 20: Phổ PIXE phân tích mẫu D7e ......................................................................... 43
Hình 21: Ảnh SEM của mẫu D1, D2, D3, D4 ............................................................... 45
Hình 22: Ảnh TEM của mẫu D1 .................................................................................... 46
Hình 23: Phổ UV –Vis của mẫu D1, D2, D3, D4 .......................................................... 47
Hình 24: Giản đồ XRD của mẫu D6 .............................................................................. 48
Hình 25: Giản đồ XRD của mẫu D8 .............................................................................. 49
Hình 26: Ảnh SEM của mẫu D5, D6, D7, D8 ............................................................... 50


Hình 27: Ảnh TEM của mẫu D5, D6 ............................................................................. 51
Hình 28: Phổ UV –Vis của mẫu D5, D6, D7, D8 ........................................................ 52
Hình 29: Giản đồ XRD của mẫu D4b ............................................................................ 53
Hình 30: Giản đồ XRD của mẫu D4c ............................................................................ 54
Hình 31: Ảnh SEM của mẫu D4d, D4c ......................................................................... 54
Hình 32: Giản đồ XRD của mẫu D5a ............................................................................ 56
Hình 33: Giản đồ XRD của mẫu D5b ............................................................................ 56
Hình 34: Ảnh SEM của mẫu D5a, D5b ......................................................................... 57
Hình 35 : Giản đồ XRD của mẫu D6c ........................................................................... 58
Hình 36: Giản đồ XRD của mẫu D6d ............................................................................ 59
Hình 37: Ảnh SEM của mẫu D6c, D6d ......................................................................... 59
Hình 38: Ảnh TEM của mẫu D6c .................................................................................. 60
Hình 39: Phổ UV –Vis của mẫu D6c ............................................................................. 60
Hình 40: Giản đồ XRD của mẫu D7c ............................................................................ 62
Hình 41: Giản đồ XRD của mẫu D7d ............................................................................ 62
Hình 42: Ảnh SEM của mẫu 7c, D7d ............................................................................ 63
Hình 43: Độ chuyển hóa của phản ứng mất màu MB theo thời gian ............................ 65

Natri xitrat

SDS

Natri dodecyl sunfat

XRD

Phổ nhiễu xạ tia X

viii


MỞ ĐẦU
Ngày nay thuật ngữ “nano” không còn xa lạ với con người. Công nghệ nano
đã trở thành một vấn đề thời sự và thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học. Công
nghệ nano là một bước tiến vượt bậc của công nghệ, nó cho phép con người tạo ra
những loại vật liệu mới với tính năng tưởng chừng như không thể. Nó tham gia và
tạo sự đột phá trong nhiều nghành công nghiệp quan trọng như điện, hóa học, mỹ
phẩm, nhựa, cơ khí chế tạo…..Chúng ta có thể kể đến một vài thành tựu của khoa
học nano và công nghệ nano như: Công nghiệp điện tử, quang tử ( các linh kiện
chấn lượng tử, vi xử lí tốc độ nhanh, linh kiện lưu giữ thông tin….), công nghiệp
hóa học (xúc tác, hấp thụ, chất màu….), năng lượng ( pin mặt trời, pin liti), y – sinh
học và nông nghiệp (thuốc chữa bệnh nano, mô nhân tạo…), hàng không – vũ trụ quân sự (vật liệu siêu nhẹ, siêu bền, chịu bức xạ….), môi trường (khử độc, vật liệu
nano xốp, mao quản dùng để lọc nước…).
Đồng (I) oxit (Cu2O) nano là một trong những vật liệu nano có tính chất đặc
biệt. Cu2O nano đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: Làm bộ
cảm biến áp suất oxi màng mỏng, pin mặt trời màng mỏng, chất bán dẫn loại p,
nguyên liệu cho công nghệ dược phẩm và thiết bị y tế….
Vàng nano (Au) là vật liệu có nhiều tính chất ưu việt. Au nano đã được ứng

4.

Khảo sát khả năng xúc tác của Cu2O, Au – Cu2O nano cho quá trình khử

màu dung dịch xanh metylen.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Đồng (I) oxit (Cu2O)
Đồng (I) oxit là một trong hai dạng oxit của đồng, có màu đỏ với công thức
hóa học là Cu2O. Cu2O rất bền với nhiệt (nóng chảy ở 12400C), không tan trong
nước nhưng tan chậm trong kiềm đặc và NH3 đặc, tan tốt trong dung dịch axit.
Trong không khí ẩm, Cu2O dễ bị oxi hóa tạo thành đồng (II) oxit (CuO).

Hình 1: Ô cơ sở của mạng tinh thể Cu2O
Cu2O có cấu trúc tinh thể kiểu lập phương với hằng số mạng a = 4.27 Å.
Mạng tinh thể của Cu2O được tạo thành bởi hai phân mạng: phân mạng Cu kiểu lập
phương tâm mặt và phân mạng oxi kểu lập phương tâm khối (Hình 1). Mỗi ô cơ sở
chứa 4 nguyên tử Cu và 2 nguyên tử O, trong đó nguyên tử đồng có số phối trí bằng
2, nguyên tử oxi có số phối trí bằng 4 [31].
Cu2O là chất bán dẫn loại p, khi ở dạng khối nó có năng lượng vùng cấm Eg
= 2.14 eV (hấp thụ photon trong vùng khả kiến có bước sóng λ = 580 nm). Tính
chất này làm cho Cu2O nổi trội hơn một số oxit khác trong các quá trình quang hóa.
Ví dụ, TiO2 anatase có Eg = 3.2 eV, còn ZnO có Eg = 3.4 eV nên chúng chỉ bị kích
thích bởi bức xạ tử ngoại.

3


etylen glycol có sử dụng sóng siêu âm. Hạt Cu2O nano thu được có hình dạng bông
hoa.
1.1.1.2. Phương pháp đồng kết tủa
Các tác giả [10] đã tổng hợp được các hạt nano Fe/Cu2O bằng cách khử hỗn
hợp CuSO4 và Fe(NO3)3 bằng hidrazin trong môi trường kiềm. Kết quả cho thấy
Cu2O có độ rộng vùng cấm 2.1eV. Khi thêm 1% Fe vào Cu2O thì độ rộng vùng cấm
của mẫu thu được là 1.87eV, còn thêm 2% Fe thì mẫu thu được có độ rộng vùng
cấm là 1.65eV. Như vậy có sự giảm độ rộng vùng cấm của các mẫu thu được so với
Cu2O tinh khiết. Từ tính của Cu2O cũng thay đổi khi thêm Fe. Ở 3000C mẫu
1%Fe/Cu2O và 2% Fe/Cu2O là thuận từ, trong khi đó Cu2O tinh khiết có tính nghịch
từ.
1.1.1.3. Phương pháp sử dụng bức xạ và sóng siêu âm.
Bằng cách chiếu tia γ vào dung dịch CuSO4 có chứa C12H25NaSO4,
(CH3)2CHOH và đệm axetat, các tác giả [29] đã tổng hợp được Cu2O có kích cỡ
thay đổi từ 14- 50nm tùy thuộc vào thành phần dung dịch đầu và liều lượng tia γ.
Cu2O nano hình cầu với kích thước 10 – 20nm cũng được tạo thành bằng
cách chiếu tia viba vào dung dịch hỗn hợp CuSO4, NaBH4 và etilenglycol [18].
1.1.2. Ứng dụng của Cu2O nano
Đồng (I) oxit là chất bán dẫn loại p với năng lượng vùng cấm khá thấp nên
nó là vật liệu đầy hứa hẹn cho quá trình chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng
lượng điện và năng lượng hóa học. Cu2O có hệ số hấp phụ quang cao và tính chất
quang điện tốt nên được sử dụng trong các thiết bị quang điện với chi phí năng
lượng thấp. Sau đây là một số ứng dụng của Cu2O.
1.1.2.1. Xúc tác oxi hóa khử
Do có số oxi hóa trung gian (+1) nên Cu2O có hoạt tính xúc tác oxi hóa –
khử. Ví dụ, Cu2O làm xúc tác cho phản ứng phân hủy nước thành O2 và H2 dưới

5





gây ô nhiềm môi trường và độc tính của nó ảnh hưởng lên cả con người, động vật
và thực vật) thành p-hydroxylaminphenol [12]. Vì Cu2O có độ rộng vùng cấm nhỏ
nên dễ xảy ra quá trình tái kết hợp của điện tử và lỗ trống. Điều này làm giảm hoạt
tính xúc tác quang của Cu2O. Để khắc phục hiện tượng trên người ta thường tạo ra
các hạt composite giữa Cu2O với các kim loại khác. Ví dụ: khi trôn Cu2O với TiO2
thì các hạt composite tạo thành có hoạt tính xúc tác cao hơn Cu2O nguyên chất
trong phản ứng làm mất màu phẩm nhuộm đỏ khi được chiếu sáng bởi bức xạ khả
kiến [19].
1.1.2.3. Xúc tác cho quá trình polime hóa
Cu2O nano là xúc tác cho quá trình tổng hợp sợi cacbon nano (CNF –
Cacbon Nano Fiber). Ngày nay lĩnh vực nghiên cứu CNF đang thu hút được sự
quan tâm của rất nhiều nhà khoa học vì chúng có cấu trúc và tính chất lí, hóa rất đặc
biệt [32] :
+ Với cấu trúc xoắn giống dạng lò xo, CNF có module đàn hồi cao, có khả
năng phản ứng với tác dụng của ngoại lực: kéo, nén, vặn, xoắn …mà vẫn giữ
nguyên được hình dạng khi ngoại lực thôi tác dụng. Chẳng hạn, CNF có thể kéo
giãn gấp 3 lần kích thước ban đầu của nó (gần như bị kéo thẳng) mà không bị biến
dạng sau khi thôi tác dụng lực và chỉ bị biến dạng đáng kể khi bị kéo dãn gấp 4-5
lần kích thước ban đầu. Vì vậy CNF là vật liệu lí tưởng để chế tạo lớp chống lại các
chấn động cho các thiết bị nano; chế tạo vật liệu mới có độ bền cao; làm phụ gia
cường lực cho polime hay các loại keo (vật liệu được gia cường bằng cacbon xoắn
bền hơn nhiều so với việc gia cường bằng sợi cacbon thông thường)…
+ Cacbon xoắn nói riêng và các sợi cacbon nói chung có độ dẫn điện khoảng
5000S/m cao gấp ≈ 3 lần so với cacbon vô định hình nên có thể được sử dụng như
các dây dẫn kích thước nano trong các lình kiện siêu nhỏ. Việc tăng độ dẫn của
polime dẫn đến cải thiện tính chất điện từ của vật liệu, trong đó các sensor được chế
tạo từ các compositepolime – sợi cacbon xoắn cho độ nhạy cao hơn. Mặt khác, CNF



8


cháy rừng….Do đó cần phải tạo ra những bộ cảm biến khí NO2 với đặc tính vừa
nhỏ gọn, tuổi thọ cao, cảm biến nhanh và nhạy ngay cả ở nồng độ khí thấp cỡ ppm
là rất cần thiết để góp phần chống lại sự bến đổi khí hậu toàn cầu. Đã có nhiều
nghiên cứu về cảm biến khí NO2 được công bố và đã có nhiều vật liệu làm cảm biến
được sử dụng. Trong số đó, màng Cu2O tuy mới được nghiên cứu sử dụng làm cảm
biến khí NO2 nhưng kết quả thu được rất khả quan [34]. Quá trình đo cảm biến khí
được thực hiện bằng cách đưa tế bào cảm biến Cu2O vào dòng không khí chứa NO2
hàm lượng 0.5 – 1.5 ppm nhiệt độ của cảm biến được giữ ở 3000C. Kết quả cho thấy
cảm biến hoạt động tốt, độ nhạy của cảm biến tăng lên khi tăng nhiệt độ trong quá
trình tạo màng Cu2O và cao nhất là màng được chế tạo ở khoảng nhiệt độ 150 ±
200C và sau 4 tháng sử dụng cảm biến vẫn hoạt động tốt.
1.1.2.5. Cu2O với quá trình chuyển hóa năng lượng
Cu2O còn được sử dụng trong cảm biến điện hóa đối với gluco. Gluco là một
trong những nhiên liệu sinh học giàu năng lượng. Khi bị oxi hóa, nó giải phóng ra
4430Wh/kg, xấp xỉ giá trị năng lượng mà methanol giải phóng ra (6100Wh/kg)
[11]:
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O
Vì vậy glucozơ là một trong những nguồn nhiên liệu tốt nhất để sử dụng
trong pin nhiên liệu. Mặt khác, glucozơ không độc và rẻ tiền nên việc sử dụng trực
tiếp gluco trong pin nhiên liệu đang được quan tâm chú ý. Một số kim loại đã được
sử dụng làm anot cho pin nhiên liệu để oxi hóa glucozo như Au, Ag [17]. Tuy nhiên
quá trình oxi hóa xảy ra rất chậm. Cu2O đang được nghiên cứu để thay thế các vật
liệu trên vì hoạt tính xúc tác cho phản ứng oxi hóa gluco của oxits này cao hơn hẳn.
Trong lĩnh vực chuyển hóa năng lượng mặt trời thì các loại màng mỏng có
chứa Cu2O được nghiên cứu nhiều vì hiệu suất chuyển hóa năng lượng của pin mặt
trời có chứa Cu2O cho giá trị lớn nhất (theo lí thuyết, hiệu suất biến đổi năng lượng

10


1.2.1.1. Phương pháp phát triển mầm
Có nhiều quy trình khác nhau để điều chế thanh nano vàng, nhưng
phương pháp mầm trung gian là phổ biến nhất. Công trình của Murphy [26] cho
thấy các thanh nano vàng có thể được điều chế từ các hạt nano vàng rất nhỏ (“mầm”
có kích thước 3-4nm), với vai trò là các nhân để hình thành các hạt mong muốn.
Mầm được thêm vào dung dịch phát triển (chứa ion Au (I)). Ion Au (I) dễ dàng bị
khử về Au (0) ở bề mặt của một hạt mần khi có mặt axit ascobic. Một lượng nhỏ
AgNO3 được thêm vào trong dung dịch phát triển. Nó đóng vai trò quan trọng trong
hiệu suất điều chế các thanh nano vàng, tuy nhiên điều đó vẫn đang được bàn luận.
Bên cạnh đó, trong phương pháp này không thể thiếu CTAB vì CTAB không những
có tác dụng bảo vệ, tránh sự tích tụ hạt, mà còn cho phép phát triển hạt bất đối xứng
[25].
Các hạt nano Au với nhiều hình dạng khác nhau, có kích thước 5 – 50 nm
cũng được điều chế bằng phương pháp phát triển mầm trong dung dịch có chứa
nhiều muối vàng, SDS, và một lượng axit ascorbic [8].
1.2.1.2. Phương pháp thủy nhiệt
Tác giả [7] đã tổng hợp được Au nano hình bát diện bằng cách nung hỗn hợp
CTAB, HAuCl4, natri citrat trong một bình tráng Teflon có nắp bằng polypropylene
ở 1100C, sau đó làm nguội ở nhiệt độ phòng đã thu được các hạt có kích thước thay
đổi 31 – 149 nm, tùy thuộc vào thời gian nung. Hiệu suất phản ứng đạt được là trên
90%.
1.2.1.3. Phương pháp khử nhiệt
Các tấm nano vàng tam giác, lục giác có kích cỡ vài chục nano mét được điều
chế bằng cách: thêm dung dịch hỗn hợp HAuCl4 và CTAB ở 500C vào dung dịch
TSC ở 680C, sau đó tăng nhanh nhiệt của dung dịch lên 820C. Sản phẩm thu được
được làm nguội trong không khí. Kích thước của tấm nano có thể thay đổi từ vài
chục tới vài trăm nano mét bằng cách thay đổi lượng chất khử, nhiệt độ phản ứng và

lắng các hạt nano vàng lên các dây.

12


1.2.2.2. Xúc tác oxi hóa khử
Hiện nay, một thách thức lớn về mặt môi trường là tình trạng ô nhiễm thủy
ngân ở nhiều nơi trên thế giới. Thủy ngân là chất có độc tính cao, thường có mặt
trong các mỏ khoáng chất trên khắp thế giới. Mỗi năm, có khoảng 150 tấn thủy
ngân bị thải vào khí quyển, trong đó 1/3 là từ khí thải của các lò hơi đốt than.
Nhiễm độc thủy ngân có thể gây ra một số căn bệnh như bệnh alzheimer, chứng tự
kỷ,...Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) đã đặt ra những giới hạn nghiêm ngặt về
phát thải thủy ngân ở nồi hơi của các nhà máy điện. Nhiệm vụ cấp bách hiện nay là
tìm ra giải pháp để ngăn chặn có hiệu quả sự phát tán thủy ngân vào khí quyển.
Theo nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Công nghệ năng lượng quốc gia Mỹ
(NETL), các hạt nano vàng có thể xúc tác quá trình oxy hóa thủy ngân để thu giữ
hơi thủy ngân. Những thí nghiệm quy mô lớn hiện đang thực hiện tại một số nhà
máy điện của Mỹ.
Một vấn đề nghiêm trọng khác là tình trạng ngộ độc khí CO. Theo thống kê,
mỗi năm tại Mỹ có hơn 4000 người bị ngộ độc khí CO, trong đó 10% các trường
hợp dẫn đến tử vong.
Các nhà khoa học đã chứng minh rằng, các hạt nano vàng có thể tham gia phản
ứng oxy hóa CO ở nhiệt độ thấp để tạo thành CO2. Trên thực tế, nhiều nhân viên
cứu hỏa và thợ mỏ đã sử dụng mặt nạ phòng hơi độc có chứa xúc tác nano vàng để
tránh ngộ độc khí CO.
Một bước đột phá mới đây trong công nghệ xử lý nước là việc phát triển các
hạt nano lưỡng kim vàng - palađi có hoạt tính xúc tác cao, có khả năng phân hủy
các hợp chất hydrocacbon clo hóa, chẳng hạn tricloetan (TCE). TCE là chất tẩy dầu
mỡ được dùng trong các ngành công nghiệp điện tử, sản xuất xe ô tô và cũng
thường được sử dụng trong sản xuất hóa chất. Tuy nhiên, TCE ảnh hưởng nghiêm

1.2.2.4. Ứng dụng trong sinh, y học.
Trong thập kỉ qua các hạt nano vàng đã được nghiên cứu nhiều và sử dụng
rộng dãi trong phân tích sinh học bởi vì các hạt nano vàng có tính chất vật lí và hóa
học độc đáo, cực kì nhạy cảm với điều kiện môi trường. Các hạt Au nano được chức
năng hóa với các phối tử sinh học có chứa lưu huỳnh như thiolat hoặc disunfit đã
thay đổi DNA, peptit xystin, alanin-lysin – asparagines - asparagine…được ứng
dụng trong phân tích tế bào, phát hiện các cation kim loại nặng, phân tử hợp chất
hữu cơ nhỏ, axit nucleic và protein. Bằng việc quan sát sự thay đổi màu sắc của các
hạt vàng nano (cảm biến so màu) đã được chức năng hóa, người ta có thể phát hiện

14


được ion Pb2+ với nồng độ tối thiểu là 3 nM, nhỏ hơn rất nhiều so với lượng chì cho
phép trong nước uống.
Phương pháp so màu cũng được sử dụng để phát hiện các phân tử nhỏ. Các
hạt nano vàng đã được chức năng hóa có một ái lực nhất định liên kết với các phân
tử nhỏ. Sự thay đổi màu sắc của các hạt nano Au là do tạo thành liên kết hidro, từ
đó phát triển một loại cảm biến mới cho việc xác định tại chỗ và hiện thực của
melamin có trong nguyên liệu sữa và sữa công thức cho trẻ sơ sinh mà không cần
trợ giúp của bất kì công cụ tiên tiến nào. Cảm biến so màu này có thể xác định được
melamin 20 nM trong vòng 1 phút, thậm chí bằng mắt thường. Gần đây, sự chú ý
ngày càng tăng [21].
1.3. Cấu trúc dị thể Au –Cu2O nhân – vỏ
Vật liệu nano lai đang thu hút sự chú ý đáng kể vì chúng thể hiện các tính năng
cộng sinh mà rất khó có thể có được từ các thành phần riêng lẻ. Một lỗ lực rất lớn
đã được thực hiện để tạo ra các vật liệu nano lai không chỉ bởi những thách thức của
việc tìm ra phương pháp tổng hợp mà còn bởi những tính chất đầy hứa hẹn của vật
liệu. Đặc biệt, vật liệu nano lai của kim loại – chất bán dẫn rất hiệu quả trong việc
tách điện tích dưới ánh sáng đèn, một phần quan trọng trong quá trình xúc tác quang