Tổng hợp xanh nano vàng, bạc tích hợp lên polymer PSMA từ dịch chiết Nhục Thung Dung, ứng dụng định lượng cation kim loại trong dung dịch và làm xúc tác phân hủy chất hữu cơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP

TỔNG HỢP XANH NANO VÀNG, BẠC TÍCH HỢP
LÊN POLYMER PSMA TỪ DỊCH CHIẾT NHỤC
THUNG DUNG, ỨNG DỤNG LÀM CẢM BIẾN
ĐỊNH LƯỢNG Pb(II) TRONG DUNG DỊCH VÀ
LÀM XÚC TÁC CHUYỂN HỐ CHẤT HỮU CƠ

Giảng viên hướng dẫn: TS. ĐỒN VĂN ĐẠT
Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ TƯỜNG VY
MSSV: 18091941
Lớp: DHPT14
Khố: 2018 – 2022

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP
TỔNG HỢP XANH NANO VÀNG, BẠC TÍCH HỢP
LÊN POLYMER PSMA TỪ DỊCH CHIẾT NHỤC
THUNG DUNG, ỨNG DỤNG LÀM CẢM BIẾN
ĐỊNH LƯỢNG Pb(II) TRONG DUNG DỊCH VÀ
LÀM XÚC TÁC CHUYỂN HỐ CHẤT HỮU CƠ

Giảng viên hướng dẫn: TS. ĐỒN VĂN ĐẠT

Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ TƯỜNG VY
MSSV: 18091941
Lớp: DHPT14
Khoá: 2018 – 2022


Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2022
TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP TP. HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

----- // -----

----- // -----

NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: LÊ THỊ TƯỜNG VY
MSSV: 18091941
Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa phân tích
Lớp: DHPT14
1. Tên đề tài khóa luận/đồ án: TỔNG HỢP XANH NANO VÀNG, BẠC TÍCH HỢP
LÊN POLYMER PSMA TỪ DỊCH CHIẾT NHỤC THUNG DUNG, ỨNG DỤNG
ĐỊNH LƯỢNG CATION KIM LOẠI TRONG DUNG DỊCH VÀ LÀM XÚC TÁC
PHÂN HỦY CHẤT HỮU CƠ.
2. Nhiệm vụ:
- Tổng hợp nano Au, Ag và nano Au, Ag tích hợp lên polymer PSMA bằng dịch chiết

cây nhục thung dung.
- Khảo sát các thông số tổng hợp tối ưu của vật liệu.
- Xác định cấu trúc đặc trưng các vật liệu thu được bằng các phương pháp hóa lý hiện
đại như HF-TEM, FE-SEM, XRD, EDX, FTIR, TGA và DLS.
- Nghiên cứu ứng dụng định lượng cation kim loại trong dung dịch.
- Thẩm định phương pháp định lượng cation kim loại.
- Nghiên cứu, đánh giá khả năng làm xúc tác của vật liệu.
3. Ngày giao khóa luận tốt nghiệp: 01/12/2020
4. Ngày hồn thành khóa luận tốt nghiệp: … …/ … …/ 2020
5. Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS. ĐỒN VĂN ĐẠT
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 07 năm 2022


Chủ nhiệm bộ môn

Giảng viên hướng dẫn


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Trường Đại học Công Nghiệp Thành
phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các thầy cơ khoa Cơng nghệ Hóa học đã tận tâm truyền đạt
những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong thời gian em học tập và nghiên cứu.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành TS. Đoàn Văn Đạt người thầy đầy tâm huyết với nghề
đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, định hướng em đến với đề tài, tạo mọi điều kiện thuận
lợi trong suốt thời gian em thực hiện.
Và xin gửi lời cảm ơn đến các bạn đồng nghiệp, cùng nhau giúp đỡ, chia sẻ trong quá
trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng, em xin gửi lời chúc đến tồn thể thầy cơ trong khoa Cơng nghệ Hóa học cũng
như trong bộ mơn, TS. Đoàn Văn Đạt, các bạn đồng nghiệp lời chúc sức khỏe, thành
công trong công việc và cuộc sống.

Mặc dù đã cố gắng hoàn thành báo cáo tốt nhất trong khả năng, nhưng với lượng kiến
thức còn hạn chế, và thời gian thực hiện đề tài khơng nhiều nên khó tránh khỏi những
thiếu sót. Rất mong được thầy cơ xem xét và góp ý để luận văn được hồn thiện hơn.

TP. Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 07 năm 2022
Sinh viên thực hiện

LÊ THỊ TƯỜNG VY


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
Phần đánh giá: (thang điểm 10)
• Thái độ thực hiện:
• Nội dung thực hiện:
• Kỹ năng trình bày:
• Tổng hợp kết quả:
Điểm bằng số: …….....................…. Điểm bằng chữ: .......................................................

TP. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng ….. năm 20.…

Trưởng bộ môn

Giảng viên hướng dẫn
(Ký ghi họ và tên)


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Giảng viên phản biện
(Ký ghi họ và tên)


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................................ 1
1. Đặt vấn đề ........................................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................................ 2
3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................................... 2

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 3
4.1 Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................... 3
4.2 Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................................... 3
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 3
6. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài................................................................................................. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................................... 4
1.1 Giới thiệu về công nghệ nano ........................................................................................... 4
1.1.1 Khái niệm về công nghệ nano .................................................................................... 4
1.1.2 Nguồn gốc của công nghệ nano.................................................................................. 5
1.1.3 Các phương pháp điều chế nano kim loại .................................................................. 5
1.1.4 Ứng dụng của nano kim loại ...................................................................................... 6
1.2 Giới thiệu về cây nhục thung dung ................................................................................... 6
1.2.1 Mô tả về cây nhục thung dung ................................................................................... 6
1.2.2 Phân bố của cây nhục thung dung .............................................................................. 7
1.2.3 Thành phần hóa học trong cây nhục thung dung ........................................................ 7
1.2.4 Công dụng của nhục thung dung ................................................................................ 8
1.3 Kim loại bạc ...................................................................................................................... 8
1.3.1 Giới thiệu về nano bạc ................................................................................................ 8
1.3.2 Ứng dụng làm xúc tác của nano bạc ........................................................................... 8
1.3.3 Ứng dụng làm cảm biến của nano bạc........................................................................ 9
1.3.4 Ứng dụng khác của nano bạc.................................................................................... 10
1.3.5 Một số nghiên cứu khác về nano bạc ....................................................................... 11
1.4 Kim loại vàng .................................................................................................................. 13


1.4.1 Giới thiệu về nano vàng............................................................................................ 13
1.4.2 Ứng dụng làm xúc tác của nano vàng ...................................................................... 13
1.4.3 Ứng dụng làm cảm biến của nano vàng ................................................................... 13
1.4.4 Ứng dụng khác của nano vàng ................................................................................. 14
1.4.5 Một số nghiên cứu khác về nano vàng ..................................................................... 15

1.5 Polymer và ứng dụng của nano kim loại được tích hợp lên polymer ............................. 16
1.5.1 Khái quát về polymer khi kết hợp với nano kim loại ............................................... 16
1.5.2 Khả năng ứng dụng của nano kim loại được tích hợp lên polymer.......................... 16
1.5.3 Giới thiệu về polymer PSMA ................................................................................... 17
CHƯƠNG 2 : THỰC NGHIỆM ............................................................................................... 18
2.1 Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ và hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ............................ 18
2.1.1 Nguyên liệu .............................................................................................................. 18
2.1.2 Thiết bị sử dụng ........................................................................................................ 18
2.1.3 Dụng cụ sử dụng ....................................................................................................... 19
2.1.4 Hóa chất sử dụng ...................................................................................................... 19
2.2 Chuẩn bị hóa chất và dịch chiết sử dụng trong nghiên cứu ............................................ 20
2.2.1 Pha chế hóa chất sử dụng ......................................................................................... 20
2.2.2 Chuẩn bị dịch chiết từ cây nhục thung dung ............................................................ 20
2.3 Quy trình tổng hợp nano bạc và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp 22
2.3.1 Quy trình tổng hợp nano bạc .................................................................................... 22
2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng khử của dịch chiết ....................... 22
2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch bạc đến khả năng khử của dịch chiết . 23
2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng khử của dịch chiết ......................... 24
2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng khử của dịch chiết ................................. 24
2.4 Quy trình tổng hợp nano bạc tích hợp lên polymer PSMA............................................. 25
2.5 Quy trình tổng hợp nano vàng và khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp ... 26
2.5.1 Quy trình tổng hợp nano vàng .................................................................................. 26
2.5.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng khử của dịch chiết ....................... 26
2.5.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng khử của dịch chiết ......................... 27


2.5.4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng khử của dịch chiết ......................... 28
2.5.5 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng khử của dịch chiết ................................. 28
2.6 Quy trình tổng hợp nano vàng tích hợp lên polymer PSMA .......................................... 29
2.7 Đặc trưng nano vàng, bạc và nano vàng bạc được tích hợp lên polymer PSMA bằng các

phương pháp phân tích hóa lý hiện đại ................................................................................. 30
2.7.1 Phương pháp trắc quang UV-Vis ............................................................................. 30
2.7.2 Phương pháp XRD ................................................................................................... 30
2.7.3 Phương pháp FT–IR ................................................................................................. 31
2.7.4 Phương pháp FE-SEM.............................................................................................. 31
2.7.5 Phương pháp HR-TEM............................................................................................. 31
2.7.6 Phương pháp EDX .................................................................................................... 31
2.7.7 Phương pháp TGA .................................................................................................... 31
2.7.8 Phương pháp DLS .................................................................................................... 32
2.8 Khảo sát hoạt tính xúc tác của nano bạc (AgNPs) và nano bạc được tích hợp lên polymer
(Ag@PSMA)......................................................................................................................... 32
2.8.1 Khảo sát hoạt tính xúc tác của AgNPs và Ag@PSMA với 1,4-DNB ...................... 32
2.8.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác của AgNPs và Ag@PSMA với 3-NP ............................ 32
2.9 Khảo sát hoạt tính xúc tác của nano vàng (AuNPs) và nano vàng được tích hợp lên polymer
(Au@PSMA)......................................................................................................................... 33
2.9.1 Khảo sát hoạt tính xúc tác của AuNPs và Au@PSMA với 1,4-DNB ...................... 33
2.9.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác của AuNPs và Au@PSMA với 3-NP ............................ 33
2.10 Xác định năng lượng hoạt hóa của nano bạc (AgNPs) và nano bạc được tích hợp lên
polymer (Ag@PSMA) .......................................................................................................... 34
2.10.1 Xác định năng lượng hoạt hóa của AgNPs và Ag@PSMA với 1,4-DNB ............. 34
2.10.2 Xác định năng lượng hoạt hóa của AgNPs và Ag@PSMA với 3-NP .................... 34
2.11 Xác định năng lượng hoạt hóa của nano vàng (AuNPs) và nano vàng được tích hợp lên
polymer (Au@PSMA) .......................................................................................................... 35
2.11.1 Xác định năng lượng hoạt hóa của AuNPs và Au@PSMA với 1,4-DNB ............. 35
2.11.2 Xác định năng lượng hoạt hóa của AuNPs và Au@PSMA với 3-NP .................... 35
2.12 Khảo sát khả năng nhận biết các ion kim loại của nano vàng, bạc và nano vàng bạc trong
polymer. ................................................................................................................................ 36


2.12.1 Ứng dụng của các hạt nano trong nhận biết ion kim loại nặng .............................. 36

2.12.2 Định lượng ion kim loại Pb2+ với 37
CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................................... 39
3.1 Kết quả khảo sát nano bạc ............................................................................................... 39
3.1.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tổng hợp nano bạc ........... 39
3.1.2 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ AgNO3 đến quá trình tổng hợp nan bạc ............... 40
3.1.3 Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tổng hợp nano bạc .......................... 41
3.1.4 Kết quả ảnh hưởng của pH đến quá trình tổng hợp nano bạc .................................. 42
3.2 Kết quả tổng hợp nano bạc tích hợp lên polymer PSMA ............................................... 44
3.3 Kết quả khảo sát nano vàng ............................................................................................ 45
3.3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tổng hợp nano vàng ......... 45
3.3.2 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ Au3+ đến quá trình tổng hợp nano vàng ................ 46
3.3.3 Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tổng hợp nano vàng ........................ 47
3.3.4 Kết quả ảnh hưởng của pH đến quá trình tổng hợp nano vàng ................................ 48
3.4 Kết quả tổng hợp nano vàng tích hợp lên polymer PSMA ............................................. 51
3.5 Kết quả nghiên cứu các đặc trưng hóa lý của nano vàng, bạc và nano vàng bạc được tích
hợp lên polymer PSMA......................................................................................................... 53
3.5.1 Kết quả XRD ............................................................................................................ 53
3.5.2 Kết quả FT-IR........................................................................................................... 54
3.5.3 Kết quả SEM ............................................................................................................ 55
3.5.4 Kết quả EDX ............................................................................................................ 56
3.5.5 Kết quả HR-TEM và phổ DLS ................................................................................. 57
3.5.6 Kết quả TGA ............................................................................................................ 59
3.6 Kết quả khảo sát hoạt tính xúc tác của nano bạc (AgNPs) và nano bạc được tích hợp lên
polymer (Ag@PSMA) .......................................................................................................... 61
3.6.1 Kết quả khảo sát hoạt tính xúc tác của AgNPs và Ag@PSMA với 1,4-DNB ......... 61
3.6.2 Kết quả khảo sát hoạt tính xúc tác của AgNPs và Ag@PSMA với 3-NP ................ 65
3.7 Kết quả khảo sát hoạt tính xúc tác của nano vàng (AuNPs) và nano vàng được tích hợp
lên polymer (Au@PSMA) .................................................................................................... 69
3.7.1 Kết quả khảo sát hoạt tính xúc tác của AuNPs và Au@PSMA với 1,4-DNB ......... 69

3.7.2 Kết quả khảo sát hoạt tính xúc tác của AuNPs và Au@PSMA với 3-NP ................ 73
3.8 Kết quả năng lượng hoạt hóa của nano bạc (AgNPs) và nano bạc được tích hợp lên
polymer (Ag@PSMA) .......................................................................................................... 78
3.8.1 Kết quả năng lượng hoạt hóa của AgNPs và Ag@PSMA với 1,4-DNB ................. 78
3.8.2 Kết quả khảo sát khả năng hoạt hóa của AgNPs và Ag@PSMA với 3-NP ............. 84
3.9 Kết quả khảo sát khả năng hoạt hóa của nano vàng (AuNPs) và nano vàng được tích hợp
lên polymer (Au@PSMA) .................................................................................................... 90
3.9.1 Kết quả khảo sát khả năng hoạt hóa của AuNPs và Au@PSMA với 1,4-DNB ....... 90
3.9.2 Kết quả khảo sát khả năng hoạt hóa của AuNPs và Au@PSMA với 3-NP ............. 96
3.10 Kết quả khảo sát khả năng nhận biết các cation kim loại của nano vàng, bạc và nano
vàng bạc trong polymer ....................................................................................................... 102
3.10.1 Ứng dụng của các hạt nano trong nhận biết ion kim loại nặng ............................ 102
3.10.2 Kết quả định lượng ion kim loại Pb2+ với Au@PSMA ........................................ 106
KẾT LUẬN............................................................................................................................. 112
KIẾN NGHỊ ............................................................................................................................ 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 114


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Kích thước của các vật ................................................................................................4
Hình 1.2. Nhục thung dung tươi (A); Các mảnh thân khơ (B) ...................................................7
Hình 2.1. Lát thân của nhục thung dung ...................................................................................21
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình chuẩn bị dịch chiết từ thân cây nhục thung dung ............................21
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình tổng hợp nano bạc ...........................................................................22
Hình 2.4. Sơ đồ tổng hợp nano bạc tích hợp lên polymer.........................................................25
Hình 2.5. Sơ đồ quy trình tổng hơp nano vàng .........................................................................26
Hình 2.6. Sơ đồ tổng hợp nano vàng tích hợp lên polymer ......................................................30
Hình 3.1. Kết quả khảo sát thời gian của phản ứng tạo nano bạc .............................................39
Hình 3.2. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của thời gian của phản ứng tạo nano bạc ..................39

Hình 3.3. Kết quả khảo sát nồng độ của phản ứng tạo nano bạc ..............................................40
Hình 3.4. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của nồng độ của phản ứng tạo nano bạc ...................40
Hình 3.5. Kết quả khảo sát nhiệt độ của phản ứng tạo nano bạc ..............................................41
Hình 3.6. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của nhiệt độ của phản ứng tạo nano bạc ...................41
Hình 3.7. Kết quả khảo sát pH của phản ứng tạo nano bạc ......................................................42
Hình 3.8. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của pH của phản ứng tạo nano bạc ...........................42
Hình 3.9. Mẫu lỏng (trái) và rắn (phải) của nano bạc sau khi tổng hợp theo các điều kiện tối ưu
........................................................................................................................................43
Hình 3.10. Thế zeta và phổ UV-Vis theo thời gian của AgNPs (a, b) ......................................43
Hình 3.11. Mẫu lỏng (trái) và rắn (phải) của Ag@PSMA sau khi tổng hợp ............................44
Hình 3.12. Phổ UV-Vis của nano bạc tích hợp lên polymer PSMA .........................................44
Hình 3.13. Thế zeta và phổ UV-Vis theo thời gian của AuNPs (a, b) ......................................45
Hình 3.14. Kết quả khảo sát thời gian của phản ứng tạo nano vàng .........................................45
Hình 3.15. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của thời gian của phản ứng tạo nano vàng..............46
Hình 3.16. Kết quả khảo sát nồng độ của phản ứng tạo nano vàng ..........................................46
Hình 3.17. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của nồng độ của phản ứng tạo nano vàng ...............47
Hình 3.18. Kết quả khảo sát nhiệt độ của phản ứng tạo nano vàng ..........................................47


Hình 3.19. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của nhiệt độ của phản ứng tạo nano vàng ...............48
Hình 3.20. Kết quả khảo sát pH của phản ứng tạo nano vàng ..................................................48
Hình 3.21. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của pH của phản ứng tạo nano vàng .......................49
Hình 3.22. Mẫu lỏng (trái) và rắn (phải) của nano vàng sau khi tổng hợp theo các điều kiện tối
ưu ....................................................................................................................................50
Hình 3.23. Thế zeta và phổ UV-Vis theo thời gian của AuNPs (a, b) ......................................50
Hình 3.24. Mẫu lỏng (trái) và rắn (phải) của Ag@PSMA sau khi tổng hợp ............................51
Hình 3.25. Phổ UV-Vis của nano vàng tích hợp lên polymer PSMA.......................................51
Hình 3.26. Thế zeta và phổ UV-Vis theo thời gian của Au@PSMA (a, b) ..............................52
Hình 3.27. Kết quả phân tích XRD ...........................................................................................53
Hình 3.28. Kết quả phân tích FTIR của các mẫu ......................................................................54

Hình 3.29. Ảnh SEM của AuNPs (a), AgNPs (b), Au@PSMA (c) và Ag@PSMA (d) ...........55
Hình 3.30. Kết quả EDX, Element mapping của Au@PSMA (a, c) và Ag@PSMA (b, d)......56
Hình 3.31. Ảnh TEM, phổ DLS của AuNPs (a, b, c) và AgNPs (a’, b’, c’) .............................57
Hình 3.32. Ảnh TEM, phổ DLS của Au@PSMA (a, b, c) và Ag@PSMA (a’, b’, c’) .............58
Hình 3.33. Phổ TGA của Dịch chiết, AuNPs và AgNPs ..........................................................59
Hình 3.34. Phổ TGA của PSMA và Ag@PSMA .....................................................................60
Hình 3.35. (a) NaBH4 + 1,4-DNB, (b) Sau khi cho AgNPs; (a’) NaBH4 + 1,4-DNB, (b’) Sau
khi cho Ag@PSMA ........................................................................................................61
Hình 3.36. Kết quả khảo sát khả năng xúc tác của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’) và động học
phản ứng AgNPs (b), Ag@PSMA (b’) với 1,4-DNB .....................................................61
Hình 3.37. Phổ UV-Vis về sự khử 1,4-DNB bằng NaBH4 có AgNPs làm xúc tác ..................63
Hình 3.38. Phổ UV-Vis về sự khử 1,4-DNB bằng NaBH4 có Ag@PSMA làm xúc tác ..........64
Hình 3.39. Khả năng xúc tác sau 3 lần tái sử dụng của AgNPs (a), Ag@PSMA (b) ...............65
Hình 3.40. (a) NaBH4 + 3-NP, (b) Sau khi cho nano bạc; (a’) NaBH4 + 3-NP, (b’) Sau khi cho
Ag@PSMA .....................................................................................................................65
Hình 3.41. Kết quả khảo sát khả năng xúc tác của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’) và động học
phản ứng AgNPs (b), Ag@PSMA (b’) với 3-NP ...........................................................66
Hình 3.42. Phổ UV-Vis về sự khử 3-NP bằng NaBH4 có AgNPs làm xúc tác .........................67
Hình 3.43. Phổ UV-Vis về sự khử 3-NP bằng NaBH4 có Ag@PSMA làm xúc tác .................68
Hình 3.44. Khả năng xúc tác sau 3 lần tái sử dụng của AgNPs (a), Ag@PSMA(b) ................69


Hình 3.45. (a) NaBH4 + 1,4-DNB, (b) Sau khi cho AuNPs vào, (a’) NaBH4 + 1,4-DNB, (b’)
Sau khi cho Au@PSMA vào ..........................................................................................69
Hình 3.46. Kết quả khảo sát khả năng xúc tác của AuNPs (a), Au@PSMA (a’) và động học
phản ứng AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 1,4-DNB .....................................................70
Hình 3.47. Phổ UV-Vis về sự khử 1,4-DNB bằng NaBH4 có AuNPs làm xúc tác ..................71
Hình 3.48. Phổ UV-Vis về sự khử 1,4-DNB bằng NaBH4 có Au@PSMA làm xúc tác ..........72
Hình 3.49. Khả năng xúc tác sau 3 lần tái sử dụng của AuNPs (a), Au@PSMA (b) ...............73
Hình 3.50. (a) NaBH4 + 3-NP, (b) Sau khi cho AuNPs vào; (a’) NaBH4 + 3-NP, (b’) Sau khi

cho Au@PSMA vào .......................................................................................................73
Hình 3.51. Kết quả khảo sát khả năng xúc tác của AuNPs (a), Au@PSMA (a’) và động học
phản ứng AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 3-NP ...........................................................74
Hình 3.52. Phổ UV-Vis về sự khử 3-NP bằng NaBH4 có AuNPs làm xúc tác .........................75
Hình 3.53. Phổ UV-Vis về sự khử 3-NP bằng NaBH4 có Au@PSMA làm xúc tác .................76
Hình 3.54. Khả năng xúc tác sau 3 lần tái sử dụng của AuNPs (a), Au@PSMA (b) ...............77
Hình 3.55. Kết quả khảo sát phản ứng của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AgNPs (b), Ag@PSMA (b’) với 1,4-DNB tại 30 oC................................................78
Hình 3.56. Kết quả khảo sát phản ứng của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AgNPs (b), Ag@PSMA (b’) với 1,4-DNB tại 40 oC................................................79
Hình 3.57. Kết quả khảo sát phản ứng của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AgNPs (b), Ag@PSMA (b’) với 1,4-DNB tại 50 oC................................................80
Hình 3.58. Kết quả khảo sát phản ứng của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AgNPs (b), Ag@PSMA (b’) với 1,4-DNB tại 60 oC................................................81
Hình 3.59. Kết quả khảo sát phản ứng của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AgNPs (b), Ag@PSMA (b') với 1,4-DNB tại 70 oC ................................................82
Hình 3.60. Năng lượng hoạt hóa của AgNPs (a) và Ag@PSMA (b) với 1,4-DNB ..................83
Hình 3.61. Kết quả khảo sát phản ứng của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AgNPs (b), Ag@PSMA (b’) với 3-NP tại 30 oC ......................................................84
Hình 3.62. Kết quả khảo sát phản ứng của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AgNPs (b), Ag@PSMA (b’) với 3-NP tại 40 oC ......................................................85
Hình 3.63. Kết quả khảo sát phản ứng của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AgNPs (b), Ag@PSMA (b’) với 3-NP tại 50 oC ......................................................86
Hình 3.64. Kết quả khảo sát phản ứng của AgNPs (a), Ag@PSMA (b); và động học phản ứng
của AgNPs (a’), Ag@PSMA (b’) với 3-NP tại 60 oC .....................................................87


Hình 3.65. Kết quả khảo sát phản ứng của AgNPs (a), Ag@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AgNPs (b), Ag@PSMA (b’) với 3-NP tại 70 oC ......................................................88
Hình 3.66. Năng lượng hoạt hóa của AgNPs (a) và Ag@PSMA (b) với 3-NP ........................89

Hình 3.67. Kết quả khảo sát phản ứng của AuNPs (a), Au@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 1,4-DNB tại 30oC ................................................90
Hình 3.68. Kết quả khảo sát phản ứng của AuNPs (a), Au@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 1,4-DNB tại 40 oC................................................91
Hình 3.69. Kết quả khảo sát phản ứng của AuNPs (a), Au@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 1,4-DNB tại 50 oC................................................92
Hình 3.70. Kết quả khảo sát phản ứng của AuNPs (a), Au@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 1,4-DNB tại 60 oC................................................93
Hình 3.71. Kết quả khảo sát phản ứng của AuNPs (a), Au@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 1,4-DNB tại 70 oC................................................94
Hình 3.72. Năng lượng hoạt hóa của AuNPs (a) và Au@PSMA (b) với 1,4-DNB ..................95
Hình 3.73. Kết quả khảo sát phản ứng của AuNPs (a), Au@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 3-NP tại 30 oC ......................................................96
Hình 3.74. Kết quả khảo sát phản ứng của AuNPs (a), Au@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 3-NP tại 40 oC ......................................................97
Hình 3.75. Kết quả khảo sát phản ứng của AuNPs (a), Au@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 3-NP tại 50 oC ......................................................98
Hình 3.76. Kết quả khảo sát phản ứng của AuNPs (a), Au@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 3-NP tại 60 oC ......................................................99
Hình 3.77. Kết quả khảo sát phản ứng của AuNPs (a), Au@PSMA (a’); và động học phản ứng
của AuNPs (b), Au@PSMA (b’) với 3-NP tại 70 oC ....................................................100
Hình 3.78. Năng lượng hoạt hóa của AuNPs (a) và Au@PSMA (b) với 3-NP ......................101
Hình 3.79. Ảnh hưởng của các ion kim loại khác nhau đến sự thay đổi màu sắc của nano
bạc .................................................................................................................................102
Hình 3.80. Phổ hấp thu của nano bạc dưới ảnh hưởng của các ion kim loại khác nhau .........102
Hình 3.81. Ảnh hưởng của các ion kim loại khác nhau đến sự thay đổi màu sắc của nano
vàng ...............................................................................................................................103
Hình 3.82. Phổ hấp thu của nano vàng dưới ảnh hưởng của các ion kim loại khác nhau.......103
Hình 3.83. Ảnh hưởng của các ion kim loại khác nhau đến sự thay đổi màu sắc của Ag@PSMA
......................................................................................................................................104

Hình 3.84. Phổ hấp thu của Ag@PSMA dưới ảnh hưởng của các ion kim loại khác nhau ....104
Hình 3.85. Ảnh hưởng của các ion kim loại khác nhau đến sự thay đổi màu sắc của Au@PSMA
......................................................................................................................................105
Hình 3.86. Phổ hấp thu của Au@PSMA dưới ảnh hưởng của các ion kim loại khác nhau ....105
Hình 3.87. Thời gian đo phổ hấp thu của Au@PSMA với ion Pb2+ .......................................106
Hình 3.88. Sự keo tụ của Pb2+ ở các nồng độ khác nhau ........................................................107
Hình 3.89. Đỉnh hấp thụ của Au@PSMA ở các nồng độ Pb2+ khác nhau (a) và phương trình
đường chuẩn từ độ hấp thụ của Au@PSMA với nồng độ Pb2+ (b) ..............................107
Hình 3.90. Đỉnh hấp thụ của Au@PSMA ở các nồng độ Pb2+ khác nhau ..............................108
Hình 3.91. Phương trình đường chuẩn từ độ hấp thụ của Au@PSMA ...................................108
Với nồng độ nhỏ Pb2+ (a) Với nồng độ lớn Pb2+ (b) ................................................................108
Hình 3.92. Đỉnh hấp thụ của Au@PSMA ở các nồng độ 20 μM Pb2+....................................109


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Danh sách thiết bị sử dụng ........................................................................................18
Bảng 2.2. Danh sách dụng cụ sử dụng ......................................................................................19
Bảng 2.3. Danh sách hóa chất sử dụng......................................................................................19
Bảng 2.4. Thơng số các giá trị khảo sát thời gian của phản ứng tạo nano bạc..........................23
Bảng 2.5. Thông số các giá trị khảo sát nồng độ của phản ứng tạo nano bạc ...........................23
Bảng 2.6. Thông số các giá trị khảo sát nhiệt độ của phản ứng tạo nano bạc ...........................24
Bảng 2.7. Thông số các giá trị khảo sát pH của phản ứng tạo nano bạc ...................................25
Bảng 2.8. Thông số các giá trị khảo sát thời gian của phản ứng tạo nano vàng .......................27
Bảng 2.9. Thông số các giá trị khảo sát nồng độ của phản ứng tạo nano vàng.........................27
Bảng 2.10. Thông số các giá trị khảo sát nhiệt độ của phản ứng tạo nano vàng.......................28
Bảng 2.11. Thông số các giá trị khảo sát pH của phản ứng tạo nano vàng ...............................29
Bảng 3.1. Các thông số và điều kiện tối ưu để tổng hợp nano bạc ...........................................43
Bảng 3.2. Các thông số và điều kiện tối ưu để tổng hợp nano vàng .........................................49

Bảng 3.3. Hằng số tốc độ của phản ứng của 1,4-DNB với AgNPs và Ag@PSMA tại các nhiệt
độ 30, 40, 50, 60, 70 oC ...............................................................................................83
Bảng 3.4. Hằng số tốc độ của phản ứng của 3-NP với AgNPs và Ag@PSMA tại các nhiệt độ
30, 40, 50, 60, 70 oC ....................................................................................................89
Bảng 3.5. Hằng số tốc độ của phản ứng của 1,4-DNB với AuNPs và Au@PSMA tại các nhiệt
độ 30, 40, 50, 60, 70 oC ...............................................................................................95
Bảng 3.6. Hằng số tốc độ của phản ứng của 3-NP với AuNPs và Au@PSMA tại các nhiệt độ
30, 40, 50, 60, 70 oC ..................................................................................................101
Bảng 3.7. Thơng số tính tốn giá trị LOD của Pb2+ ................................................................110
Bảng 3.8. So sánh hiệu suất phát hiện Pb (II) của Au@PSMA với các vật liệu khác ............111


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Tên

HR-TEM

Kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao

SEM

Kính hiển vi điện tử quét

FT-IR

Quang phổ hồng ngoại Fourier

TGA

Phương pháp phân tích nhiệt

UV-Vis

Phổ hấp thụ phân tử

XRD

Nhiễu xạ tia X

EDX

Phổ tán sắc năng lượng tia X

DLS

PP tán xạ ánh sáng động học

NaBH4

Natri borohidrua

3-NP

3-nitrophenol, m-nitrophenol

3-AP

3- aminophenol

1,4-DNB

1,4-Dinitrobenzene

1,4-DAB

1,4 - Diaminobenzene

CD

Cistanche deserticola ( Nhục thung dung )

PSMA

Poly styrene-alt-maleic anhydride

AgNPs

Hạt nano bạc

AuNPs

Hạt nano vàng

Ag@PSMA

Hạt nano bạc tích hợp polymer

Au@PSMA

Hạt nano vàng tích hợp polymer


1

LỜI NÓI ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, các hạt nano kim loại như vàng, bạc càng được nhiều nhà khoa
học chú tâm nghiên cứu do chúng được ứng dụng phổ biến trong các lĩnh vực như xúc tác, kháng
khuẩn, kháng nấm hay cảm biến sinh học [1-3]. Việc sử dụng tác nhân hóa học trong tổng hợp
nano kim loại như hydrazine [4], sodium borohydride [5] ethylene glycol [6] mang lại những
ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường và sức khỏe con người. Do đó, các hạt nano kim loại được
tổng hợp xanh từ chiết xuất thực vật đã được các nhà bác học tăng cường nghiên cứu trong
những năm gần đây [7-11].Tuy nhiên, vì các kim loại này có giá thành cao và độ bền thấp nên
chúng thường được tích vào các loại vật liệu tổng hợp như poymer hoặc các composite [12-15].
Nhục thung dung (có tên khoa học là Cistanche deserticola) phát triển tại các vùng có khí
hậu đặc biệt như Trung Quốc, Mơng Cổ, Hàn Quốc và được đánh giá cao vì có nhiều thành phần
hữu ích như kankanoside, ajugol, cistanin, uridine, adenosine, 6-deoxycatalpol [16]. Trong đó,
thành phần polysaccharide có khả năng dùng trong chống viêm, tăng cường lợi khuẩn [17,18].
Trong khi đó, Poly styrene-alt-maleic anhydride (PSMA) là một polymer quen thuộc thường
được nghiên cứu ở quá trình trùng hợp phân lớp [19], kháng khuẩn [20] hay tích hợp các kim
loại dùng trong xúc tác, cảm biến sinh học [21]. Trong vài nghiên cứu gần đây cho thấy vật liệu
tổng hợp micelle PSMA có thể đóng vai trị là chất mang nano do tương tác kỵ nước giữa gốc
styren và thuốc chống ung thư [22,23,24]. Theo sự hiểu biết của chúng tôi hiện nay chưa có
cơng trình nghiên cứu khoa học nào cơng bố về việc sử dụng chiết xuất nhục thung dung như
một tác nhân hóa học xanh trong tổng hợp nano vàng, bạc cũng như tích hợp các nano kim loại
này trên polymer PSMA cho các ứng dụng xúc tác xử lý chất hữu cơ và làm cảm biến sinh học.
Do đó, việc tổng hợp nano Au, Ag tích hợp trên PSMA (Ag@PSMA, Au@PSMA) theo phương

pháp xanh nhằm củng cố tính ổn định cho hệ nano kim loại, giảm giá thành của vật liệu và tăng
cường các tính chất của nano Au, Ag trong ứng dụng xúc tác và cảm biến là một việc làm cấp
thiết.
Từ lâu, nitrophenol có mặt trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất thuốc trừ sâu,
thuốc diệt cỏ, thuốc nổ,… [25]. Tuy nhiên, nitrophenol là các chất khó phân hủy và có độc tính
cao ngay cả ở nồng độ thấp [26]. Hiện nay, nhiều cơng trình khoa học đã chứng minh rằng nano
vàng, bạc thể hiện khả năng xúc tác tuyệt vời cho phản ứng phân hủy nitrophenol bằng cách hạ
thấp năng lượng hoạt hóa trong phản ứng giữa sodium tetrahydridoborate (NaBH4) với 1,4dinitrobenzene (1,4-DNB) và 3- nitrophenol (3-NP).
Như đã biết, chì là ngun tố khó phân hủy và có độc tính cao đối với tế bào [27], dễ dàng
lây nhiễm trong nhiều loại thực phẩm và nước [28-30]. Trong cơ thể người khi bị ngộ độc chì,
chúng sẽ được tìm thấy trong máu [31], nước bọt [32] hoặc cả trong sữa mẹ [33]. Lượng chì cao


2
trong máu gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến thận [34], cũng như ảnh hưởng đến trí tuệ và nhận
thức của trẻ [35].
Trong nghiên cứu này, các hạt nano kim loại Au, Ag được tổng hợp từ chiết xuất Cistanche
deserticola đóng vai trò như chất khử ion Au3+, Ag+ thành các hạt nano. Sau đó các nano kim
loại này được tích hợp lên polymer PSMA để tăng cường tính ổn định của hệ nano kim loại,
đồng thời thúc đẩy khả năng xúc tác trong xử lý 1,4-dinitrobenzen (1,4-DNB) và 3-nitrolphenol
(3-NP). Bên cạnh đó, Au@PSMA cũng được sử dụng như một cảm biến sinh học để định lượng
ion kim loại nặng Pb2+..
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xây dựng quy trình tổng hợp hạt nano vàng, bạc (AuNPs, AgNPs) từ dịch chiết cây Nhục
thung dung và dung dịch Au3+, Ag+. Đồng thời nghiên cứu, xây dựng quy trình tổng hợp nano
vàng, bạc tích hợp trên PSMA (Ag@PSMA, Au@PSMA) theo phương pháp xanh nhằm củng
cố tính ổn định cho hệ nano kim loại, giảm giá thành của vật liệu và tăng cường các tính chất
của nano Au, Ag.
- Đánh giá các hoạt tính hóa lý của AuNPs, AgNPs và Au@PSMA, Ag@PSMA đã được tổng
hợp.

- Kiểm tra hiệu quả của AuNPs, AgNPs; Au@PSMA, Ag@PSMA trong xúc tác xử lý chất thải
ô nhiễm nitrophenol và khả năng tái sử dụng của xúc tác.
- Khảo sát khả năng hoạt hóa của AuNPs, AgNPs; Au@PSMA, Ag@PSMA trong xử lý chất
thải môi trường.
- Đánh giá khả năng vượt trội của Au@PSMA, Ag@PSMA so với AuNPs, AgNPs trong xúc
tác xử lý chất thải mơi trường và khả năng hoạt hóa của chúng.
- Nghiên cứ, đánh giá khả năng làm cảm biến sinh học của các hạt nano trong định lượng các
cation kim loại trong dung dịch.
3. Nội dung nghiên cứu
- Thực hiện trích ly dịch chiết từ cây Nhục thung dung.
- Tổng hợp nano vàng, bạc và nano vàng bạc tích hợp lên polyme.
- Khảo sát các thơng số và điều kiện của quy trình tổng hợp.
- Sử dụng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại như UV-Vis, XRD, FT-IR, FE-SEM, HRTEM, EDX, TGA và DLS để nhận định đánh giá các nano sau khi tổng hợp.
- Khảo sát hoạt tính xúc tác và khả năng hoạt hóa của các hạt nano AuNPs, AgNPs; Au@PSMA,
Ag@PSMA.
- Khảo sát khả năng ứng dụng Au@polymer, Ag@Polymer như một cảm biến sinh học để định
lượng ion kim loại nặng trong nước thải.


3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1 Đối tượng nghiên cứu

Nano vàng, bạc tổng hợp bằng dịch chiết cây nhục thung dung, tích hợp các nano kim
loại này lên polymer PSMA.
Chất hữu cơ 1,4-DNB, 3-NP và dung dịch chứa ion Pb2+.
4.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài “Tổng hợp xanh nano vàng, bạc tích hợp lên polymer PSMA từ dịch chiết Nhục
Thung Dung, ứng dụng định lượng cation kim loại trong dung dịch và làm xúc tác

phân hủy chất hữu cơ ” được thực hiện từ tháng 12 năm 2020 đến tháng 3 năm 2021
với quy mơ phịng thí nghiệm tại Khoa Cơng Nghệ Hóa Học – ĐH Cơng Nghiệp TP. Hồ
Chí Minh, địa chỉ: 12 Nguyễn Văn Bảo – Phường 4 – Gị Vấp – TP. Hồ Chí Minh.
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Các vị thuốc dân gian được sử dụng để chiết lấy dịch chiết và dùng dịch chiết này để
tổng hợp nano vàng, bạc bằng phương pháp xanh.
Phương pháp nghiên cứu : thực nghiệm
6. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Tổng hợp nano Au, Ag tích hợp trên PSMA (Au@PSMA, Ag@PSMA) theo phương pháp xanh
nhằm củng cố tính ổn định cho hệ nano kim loại, giảm giá thành của vật liệu và tăng cường các
tính chất của nano Au, Ag trong ứng dụng xúc tác và cảm biến sinh học để định lượng ion kim
loại nặng Pb2+ trong việc xử lý nguồn nước thải.


4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về công nghệ nano
1.1.1 Khái niệm về công nghệ nano
1.1.1.1 Công nghệ nano
Công nghệ nano hiện nay vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu mới, công nghệ này liên quan
đến việc xây dựng vật liệu và thiết bị trên quy mô nanomet. Một nanomet bằng một phần tỷ mét,
đường kính của một sợi tóc người trung bình là 80.000 nanomet. Ở quy mơ như vậy, các quy
tắc thơng thường của vật lý và hóa học khơng cịn được áp dụng nữa. Ví dụ, các đặc tính của
vật liệu, chẳng hạn như màu sắc, độ bền, độ dẫn điện của chúng, có thể khác nhau đáng kể giữa
kích thước nano và micro. Do đó, vật liệu có kích thước nano sẽ có những tính năng đặc biệt mà
vật liệu truyền thống khơng có được [36].

Hình 1.1. Kích thước của các vật
Cơng nghệ nano bao gồm các lĩnh vực như khoa học bề mặt, hóa học hữu cơ, sinh học
phân tử, vật lý bán dẫn [37] [38], chế tạo vi mô [39], kỹ thuật phân tử [40],…
Cơng nghệ nano cịn có triển vọng trong nhiều lĩnh vực mới do vật liệu nano thể hiện các
đặc tính hóa học và vật lý thú vị với mơi trường như tăng độ bền của vật liệu chống lại ứng suất
cơ học hoặc thời tiết, diện tích bề mặt riêng cao và khả năng phản ứng hóa học của các hạt nano
và khả năng hấp thụ cũng như hấp phụ lớn [36].
1.1.1.2 Vật liệu nano
Vật liệu nano (NM) thường được phân loại dựa trên hình thái, kích thước, tính đồng nhất,
và sự kết tụ. Tùy thuộc vào phương thức tổng hợp mà hình thái hoặc hình dạng của vật liệu nano
là khác nhau. Các đặc điểm chính của hình thái học bao gồm độ phẳng, hình cầu và tỷ lệ khung
hình [41].


5
Dựa trên kích thước, vật liệu nano được phân loại gồm 0 chiều (0D), 1 chiều (1D), 2 chiều
(2D) và 3 chiều (3D). Dựa trên thành phần, vật liệu nano được tổ chức thành bốn loại chính:
NM dựa trên carbon, NM dựa trên hữu cơ, NM dựa trên vơ hình và NM dựa trên hỗn hợp [41].
1.1.2 Nguồn gốc của cơng nghệ nano
Năm 1959, Tiến sĩ Richard Feynman đã có một nghiên cứu hấp dẫn về công nghệ nano,
ông đưa ra ý tưởng về khả năng hình thành một nền cơng nghệ mới, trong đó con người có thể
xếp chồng các loại nguyên tử, phân tử để thiết kế một dụng cụ cực kỳ nhỏ (microscopic) hay
thiết kế một dụng cụ to ngay từ cấu trúc phân tử của nó. Hiện nay, phương pháp được gọi là
"công nghệ nano” [42].
Sau Feynman, các nhà khoa học tài ba trong 50 năm qua đã nghiên cứu, thu thập và sáng
tạo ra nhiều phương pháp mới để tiếp cận, phát triển ngành công nghệ nano [42].
Năm 1981, hai nhà nghiên cứu G. Binnig và H. Rohrer đã cơng bố kính hiển vi qt đường
hầm do 2 ơng phát minh đã nhìn thấy được nguyên tử [42].
Và năm 1990, D. Eigler và E. Schweizer cũng đã phát hiện được nguyên tử. Đây là lần
đầu tiên hai ơng nhìn thấy ngun tử trong nghiên cứu của mình, ơng đã sử dụng đầu dị để di

chuyển từng đơn vị nguyên tử theo ý của mình. Nhờ đó, nghiên cứu phác họa của Feynman năm
1959 đã thành hiện thực [42].
Đầu những năm 2000, lĩnh vực này đã thu hút được sự chú ý về mặt khoa học, chính trị
và thương mại. Các cuộc tranh luận đã nổi lên liên quan đến các định nghĩa và ý nghĩa tiềm
năng của công nghệ nano, được minh họa trong báo cáo của Hiệp hội Hồng gia về cơng nghệ
nano [43].
Đến nay, ứng dụng của nano trong các lĩnh vực khác nhau như năng lượng, thuốc men và
dinh dưỡng…. vẫn ngày càng phát triển rất nhiều.
1.1.3 Các phương pháp điều chế nano kim loại
1.1.3.1 Từ trên xuống
Trong phương pháp này, vật liệu có các hạt lớn sẽ chuyển về các hạt nhỏ có kích thước
nano thơng qua các phương pháp xử lí hóa học và vật lý [113]. Nó bao gồm các phương pháp
như nghiền bằng thiết bị nghiền, cắt da bằng phương pháp đốt nóng, cắt đốt bằng nhiệt và laser.
Mặc dù các phương pháp từ trên xuống rất dễ thực hiện nhưng chất lượng sản phẩm hạt nano từ
phương pháp này thường kém hơn sản phẩm của phương pháp từ dưới lên. Và mặt hạn chế
chính của cơng nghệ này là vấn đề nhiễm tạp chất từ thiết bị nghiền, diện tích bề mặt hạt thấp,
sự phân bố về hình dạng và kích thước khơng đều và tốn nhiều thời gian, năng lượng [114].
1.1.3.2 Từ dưới lên
Tổng hợp các hạt nano bằng phương pháp từ dưới lên thì các hạt nano được hình thành từ
các phân tử nhỏ hơn như sự liên kết của các nguyên tử hoặc các hạt nhỏ. Trong phương pháp
này, các hạt vật liệu có cấu trúc nano của màng lọc nano được hình thành và sau đó được lắp


6
ráp để tạo ra hạt nano cuối cùng. Ưu điểm của phương pháp là có thể được kiểm sốt được hình
thái học và cấu trúc tinh thể của các hạt nano. Tuy nhiên, phương pháp này lại khó lắng động
với vật liệu đa thành phần và tiềm ẩn các nguy cơ độc hại về hóa chất [115].
1.1.3.2 Tổng hợp xanh
Để khắc phục những thiếu sót của phương pháp hóa học, phương pháp sinh học đã ra đời
như một lựa chọn khả thi. Quy trình thích hợp nhất để tổng hợp các hạt nano (NP) là quy trình

sinh học do khơng phức tạp, vơ hại và hiệu quả về chi phí. Các chất khử và đóng vai trị quan
trọng trong q trình tổng hợp NP. Các vật liệu hóa học được sử dụng trong các quy trình vật lý
và hóa học để tổng hợp NP là nguy hiểm và cực kỳ độc hại với mơi trường. Trong khi đó, hóa
chất và vi sinh vật được sử dụng trong các quá trình sinh học không chỉ vô hại đối với môi
trường xung quanh mà cịn an tồn đối với các sinh vật mục tiêu. Đó là lý do tại sao quy trình
thích hợp nhất và được khuyến nghị để tổng hợp NP là quy trình sinh học. Hiện tại, rất cần phát
triển các quy trình và phương pháp bền vững để tạo ra các hạt nano, vì các hạt nano là cần thiết
để ứng dụng trong các lĩnh vực có thể liên quan trực tiếp đến con người. Phương pháp tổng hợp
xanh các hạt nano có thể được nhóm lại theo năm phương pháp sau: Phương pháp
polysaccharide, phương pháp Tollens, phương pháp chiếu xạ, phương pháp polyoxometalates
và phương pháp sinh học [116].
1.1.4 Ứng dụng của nano kim loại
Cơng nghệ nano đang có một đóng góp to lớn trong lĩnh vực y học thông qua các loại vật
liệu nano hỗ trợ cho việc phịng bệnh, chẩn đốn, chứa thuốc và tải thuốc trị liệu. Các vật liệu
nano được thao tác trong các hệ thống sinh học ở mức độ tế bào xuống thấp hơn nữa ở cấp độ
phân tử giúp gia tăng hiệu năng cho việc hóa trị liệu ung thư trong cơ thể con người [42][44].
Công nghệ nano cũng đang được phát triển để ứng dụng cho nhiều quy trình cơng nghiệp
và xử lý nước thải [45]. Làm sạch và dọn dẹp môi trường ứng dụng bao gồm khử muối nước,
lọc nước, xử lý nước thải, xử lý nước ngầm [46]. Trong cơng nghiệp, các ứng dụng có thể bao
gồm vật liệu xây dựng, hàng hóa qn sự, gia cơng dây nano, thanh nano vài lớp graphene [47].
Ngày nay, các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ sinh học để tạo ra nano và đó là lĩnh vực
nghiên cứu dựa trên nền tảng sinh học trong ngành khoa học lai giữa khoa học và công nghệ
sinh học [48].
Vật liệu nano cũng đóng góp vai trị khơng nhỏ trong q trình tổng hợp làm ra những
siêu phân tử như một bộ phận lắp ráp cho động cơ nano nhân tạo cực nhỏ và tiềm năng trong
việc tạo ra một linh kiện quan trọng trong các dụng cụ điện tử, kể cả máy vi tính [42].
1.2 Giới thiệu về cây nhục thung dung
1.2.1 Mô tả về cây nhục thung dung
Cây nhục thung dung có tên khoa học là Cistanche deserticola. Thân cây của Cistanche
deserticola thường dài khoảng 40-160 cm, đường kính từ 2-15 cm khi không phân nhánh hoặc

2-4 cm khi phân nhánh. Thân cây có hình dạng gần trụ trịn, bề mặt màu xám hoặc màu đen,