BÁO cáo LUẬN văn tốt NGHIỆP KHẢO sát TỔNG hợp NANOCOMPOSITE ĐỒNG TRÊN nền DENDRIMER (PAMAM) g4 0

BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
KHẢO SÁT TỔNG HỢP
NANOCOMPOSITE ĐỒNG TRÊN
NỀN DENDRIMER (PAMAM) G4.0
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
TS.HOÀNG THỊ KIM DUNG LÝ NGỌC PHONG
NỘI DUNG BÁO CÁO

Phần 1: Tổng quan

Phần 2: Nội dung và kết quả nghiên cứu

Phần 3: Kết luận và kiến nghị
GIỚI THIỆU VỀ DENDRIMER
Cấu trúc phân tử Dendrimer:
TÍNH MANG VÁC
ƯU ĐIỂM DENDRIMER-KIM LOẠI

Các hạt nano tạo ra sẽ ổn định hơn sau khi được bao phủ
bởi các dendrimer và hạn chế việc xảy ra hiện tượng kết tụ
hay kết tủa.

Hạn chế được các hiệu ứng lập thể và thích hợp cho phản
ứng xúc tác.

Các nhóm ngoài cùng có thể được chuyển đổi thành các
nhóm chức khác thích hợp cho việc tổng hợp các kim loại
nanocomposite khác.

Các nhánh dendrimer được sử dụng như cái cổng chọn lọc

cho phép các phân tử nhỏ xâm nhập vào bên trong
dendrimer.
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
TRÊN THẾ GIỚI

Năm 1998, Mingqi Zhao, Li Sun và M. Crooks đã tổng hợp đồng nano
trong dendrimer (core EDA) với sự thay đổi nhóm bên ngoài của G4.0
bằng nhóm OH. Kích thước hạt nano đồng thu được là 1,8 nm (có sử
dụng túi thẩm tách trong quá trình tạo phức giữa PAMAM-Cu
2+
để lọai
bỏ các ion Cu
2+
không tạo phức với dendrimer) và kích thước hạt là 9±4
nm nếu không sử dụng túi thẩm tách.

Năm 1999, Mamadou S. Diallo, Lajos Balogh, Abdul Shafagati, Jmae
H.Johnson và Tomalia đã nghiên cứu khả năng tạo phức của ion Cu
2+
với
PAMAM core EDA. Kết qủa khảo sát được lượng đồng tối đa có thể tạo
phức với dendrimer G3.0-G8.0 tại pH = 5.9-6.1.

Năm 2007, Guoping Li và Yunjun Luo đã tổng hợp dendrimer-Ag-Cu
với chất khử là hydrazine, kết quả thu được hạt nano kích thước khoảng
10nm.
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
TRONG NƯỚC
Năm 2010, Lưu Thị Hồng Cúc cũng đã nghiên
cứu đề tài tổng hợp nanocomposite trên cơ sở Ag và

dendrimer polyamidoamine core NH
3
với kích thước
hạt nano Ag khoảng 5-50 nm.
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Khảo sát tổng hợp nanocomposite đồng
trên nền dendrimer PAMAM G4.0 core NH
3

theo tỉ lệ mol Cu
2+
/Dendrimer và pH.
THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU
Cu(NO
3
)
2
, NaNO
3
0.1M
NaOH 0.5M, HCl 1M,
t = 1 giờ 30 phút
Dendrimer G4.0
Hòa tan
Tạo phức
Phức
Cu
2+
/dendrimer

Nước cất
1. Quá trình tạo phức của Cu
2+
với dendrimer (PAMAM) G4.0

Khảo sát ở các tỉ lệ mol Cu
2+
:dendrimer là 20:1; 15:1; 10:1
và ở các pH 5, 7, 9, 11

Xác định cấu trúc sản phẩm: IR, UV-Vis
THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU
2. Tổng hợp nanocomposite Cu/dendrimer
Phức Cu
2+
/dendrimer
Khử
NaBH
4
, t = 1 giờ
Nanocomposite đồng

Khảo sát ở 2 trường hợp có thẩm
tách và không thẩm tách phức
Cu
2+
/dendrimer

Xác định cấu trúc sản phẩm:

UV-Vis

Kích thước: Ảnh TEM

Hàm lượng Cu trong dung dịch:
AAS
KẾT QUẢ UV-Vis PHỨC
Cu
2+
/DENDRIMER
2
1
3
4
5
1. Dendrimer G4.0
2. Phức Cu
2+
:G4.0 tỉ lệ
1:20 pH 5
3. Phức Cu
2+
:G4.0 tỉ lệ
1:15 pH 7
4. Phức Cu2+:G4.0 tỉ lệ
1:15 pH 9
5. Phức Cu2+:G4.0 tỉ lệ
1:15 pH 11
Theo Mingqi Zhao, NaKa:
Cu

2+
-N
4
ở khoảng 600 nm
Cu
2+
-N
2
O
2
trên 650 nm
KẾT QUẢ IR PHỨC
Cu
2+
/DENDRIMER
Phổ IR của phức
Cu
2+
:G4.0 tỉ lệ 1-15 pH 9
D:\KETQUA10\P49\102010\PHONG.1 Cu-G4 (pH= 9) LIQUID 2010/10/20
3436.67
2084.82
1637.96
684.16
500100015002000250030003500
Wavenumber cm-1
70 75 80 85 90 95 100
Transmittance [%]
Page 1/1
C=O

1637 cm
-1
Phổ IR của G4.0
D:\KETQUA10\P49\102710\PHONG.1 G4 LIQUID 2010/10/27
3787.19
3360.97
2930.33
2359.93
1639.53
1561.33
1479.57
1383.12
1323.84
1154.69
1029.44
819.65
587.39
500100015002000250030003500
Wavenumber cm-1
84 86 88 90 92 94 96 98 100
Transmittance [%]
Page 1/1
1561 cm
-1
C=O
1639 cm
-1
N-H
THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU

Phương trình tạo phức Cu
2+
:G4.0
Cu
2+
N
HN O
HN
O
N
N
O
NH
O
HN
O
NH
NH
O
N
N
N
N
O
O
O
O
O
O
O

O
N
HN O
HN
O
N
N
O
NH
O
HN
O
NH
NH
O
N
N
N
N
O
O
O
O
O
O
O
O
C
u
2+

Cu
2+
NH
2
N
H
2
NH
2
NH
2
NH
2
N
H
2
NH
2
NH
2
Cu(NO
3
)
2
NH
2
NH
2
NH
2

NH
2
N
H
2
NH
2
N
H
2
NH
2
H
N
O
N
O
N
H
O
H
N
N
N
O
O
O
O
N
H

2
N
H
2
N
H
2
N
H
2
N
H
2
NH
2
N
H
2
H
N
O
N
O
N
H
O
H
N
N
N

O
O
O
N
H
2
O
NHẬN XÉT

Có sự tạo phức giữa các ion Cu
2+
với các tâm
nitrogen và oxygen của dendrimer khi cho Cu
2+
vào
dung dịch dendrimer G4.0 ở các pH 7, 9, 11.

Ngoài ra, còn có các ion Cu(H
2
O)
6
2+
dư không
tạo phức có thể nằm bên trong các khoảng trống
bên trong cấu trúc của dendrimer.
THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU
NH
2
O

Cu
2+
N
HN O
HN
O
N
N
O
NH
O
HN
O
NH
NH
O
N
N
N
N
O
O
O
O
O
O
O
C
u
2+

Cu
2+
NH
2
NH
2
NH
2
NH
2
N
H
2
NH
2
N
H
2
NH
2
N
H
2
N
H
2
H
N
O
N

O
N
H
O
H
N
N
N
O
O
O
N
H
2
O
NaBH
4
NH
2
NH
2
N
HN O
HN
O
N
N
O
NH
O

HN
O
NH
NH
O
N
N
N
N
O
O
O
O
O
O
O
O
NH
2
N
H
2
NH
2
NH
2
N
H
2
NH

2
H
N
O
N
O
N
H
O
H
N
N
N
O
O
O
O
N
H
2
N
H
2
N
H
2
N
H
2
Cu

Cu
Cu
Phương trình tổng hợp nanocomposite Cu/dendrimer
KẾT QUẢ UV-VIS NANOCOMPOSITE
Cu/DENDRIMER KHÔNG THẨM TÁCH
1. Tỉ lệ 20:1 pH 7
2. Tỉ lệ 20:1 pH 9
3. Tỉ lệ 15:1 pH 7
4. Tỉ lệ 15:1 pH 9
5. Tỉ lệ 15:1 pH 11
6. Tỉ lệ 10:1 pH 7
7. Tỉ lệ 10:1 pH 9
8. Tỉ lệ 10:1 pH 11
KẾT QUẢ UV-VIS NANOCOMPOSITE
Cu/DENDRIMER THẨM TÁCH
1. Tỉ lệ 20:1 pH 7
2. Tỉ lệ 20:1 pH 9
3. Tỉ lệ 15:1 pH 7
4. Tỉ lệ 15:1 pH 9
5. Tỉ lệ 15:1 pH 11
6. Tỉ lệ 10:1 pH 7
7. Tỉ lệ 10:1 pH 9
8. Tỉ lệ 10:1 pH 11
KẾT QUẢ ĐO AAS NANOCOMPOSITE
Cu/DENDRIMER THẨM TÁCH
Môi trường
Tỉ lệ
Cu
2+
/dendrimer

Kết quả
(đơn vị ppm)
Số mol Cu
2+
tạo
phức ứng với
1 mol
dendrimer
pH = 7
10:1 31.225 4.9
15:1 40.843 6.38
20:1 40.514 6.33
pH = 9
10:1 29.888 4.67
15:1 39.347 6.15
20:1 47.982 7.5
pH = 11
10:1 30.317 4.74
15:1 24.205 5.34
KẾT QUẢ ĐO AAS NANOCOMPOSITE
Cu/DENDRIMER THẨM TÁCH
Tỉ lệ Cu
2+
tạo phức với 1 mol dendrimer theo tỉ lệ mol Cu
2+
:dendrimer và
pH
KẾT QUẢ ẢNH TEM NANOCOMPOSITE
Cu/DENDRIMER MẪU KHÔNG THẨM TÁCH
Kích thước khoảng 35-50 nm

Nanocomposite
Cu:G4.0 tỉ lệ 1:15
pH7
Nanocomposite
Cu:G4.0 tỉ lệ 1:15
pH11
Nanocomposite
Cu:G4.0 tỉ lệ 1:15
pH9
KẾT QUẢ ẢNH TEM NANOCOMPOSITE
Cu/DENDRIMER MẪU THẨM TÁCH
Kích thước khoảng 5-8 nm
Nanocomposite
Cu:G4.0 tỉ lệ 1:15
pH7
Nanocomposite
Cu:G4.0 tỉ lệ 1:15
pH11
Nanocomposite
Cu:G4.0 tỉ lệ 1:15
pH9
NHẬN XÉT

Nanocomposite Cu/dendrimer của mẫu thẩm tách tạo
thành có dạng hình cầu, kích thước nhỏ, đồng đều 5-8
nm. Ở pH 7, 9 không thấy hiện tượng tụ lại nhưng ở pH
11 lại có hiện tượng tụ lại

Đối với mẫu nanocomposite Cu/dendrimer của mẫu
không thẩm tách thì có kích thước 35-50 nm lớn hơn so

với mẫu không thẩm tách
ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA NANOCOMPOSITE
ĐỒNG (KHÔNG THẨM TÁCH) THEO
THỜI GIAN
Kí
hiệu
Tỉ lệ
Cu/Dendrimer
pH
Màu dung dịch
sau khi khử
Thời gian mẫu ổn định
trước khi chuyển sang
màu xanh hoặc tím
1 20:1 7 Nâu đỏ 3 ngày
2 20:1 9 Nâu đỏ 3 ngày
3 15:1 7 Nâu đỏ 4 ngày
4 15:1 9 Nâu đỏ 4 ngày
5 15:1 11 Nâu đỏ 4 ngày
6 10:1 7 Vàng nâu 7 ngày
7 10:1 9 Nâu đỏ 6 ngày
8 10:1 11 Nâu đỏ 6 ngày
ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA NANOCOMPOSITE
ĐỒNG KHÔNG THẨM TÁCH THEO THỜI
GIAN
Mẫu nanocomposite
Cu/dendrimer không thẩm
tách
ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA NANOCOMPOSITE
ĐỒNG (THẨM TÁCH) THEO THỜI GIAN

Kí
hiệu
Tỉ lệ
Cu/Dendrimer
pH
Màu dung dịch
sau khi khử
Màu dung dịch thay đổi
theo thời gian
1 20:1 7
Nâu đỏ
Các ngày sau vẫn giữ
nguyên màu nâu đỏ
2 20:1 9
3 15:1 7
4 15:1 9
5 15:1 11
6 10:1 7 Vàng
3 ngày: Vàng nâu
4 ngày: Nâu đỏ. Các
ngày sau vẫn giữ nguyên
màu nâu đỏ
7 10:1 9
Vàng nâu
2 ngày: Nâu đỏ. Các
ngày sau vẫn giữ nguyên
màu nâu đỏ
8 10:1 11
ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA NANOCOMPOSITE
ĐỒNG (THẨM TÁCH) THEO THỜI GIAN

Mẫu nanocomposite
Cu/dendrimer thẩm tách