Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Hình 1.15: Tổng hợp Graphene bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học.

Hình 1.15: Tổng hợp Graphene bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học.

Tải bản đầy đủ - 0trang

e. Các phương pháp hỗ trợ sinh học cho việc tổng hợp các hạt nano.



Phương pháp hỗ trợ sinh học, tổng hợp sinh học hoặc tổng hợp xanh cung cấp

một mơi trường trong lành, ít độc hại, chi phí-hiệu quả và hiệu quả để tổng hợp và chế

tạo NP. Những phương pháp sử dụng các hệ thống sinh học như vi khuẩn, nấm, virus,

nấm men, actinomycetes, chiết xuất thực vật,….cho việc tổng hợp NPs kim loại và oxit

kim loại. Các phương pháp hỗ trợ sinh học có thể là được chia thành ba loại:

1) Sinh tổng hợp sinh học sử dụng vi sinh vật.

2) Tổng hợp sinh học sử dụng các phân tử sinh học làm khuôn mẫu.

3) Tổng hợp sinh học bằng chiết xuất thực vật.

Sinh tổng hợp sử dụng vi sinh vật

Các vi khuẩn prokaryot, actinomycetes, nấm, tảo và nấm men được sử dụng rộng







rãi như bioreactor để tổng hợp NP. Đã có nhiều nỗ lực khoa học để phát triển chiến

lược sản xuất một loạt các NP (Ag, Au, Pd, TiO2, CdS, vv). Các vi sinh vật lấy các

ion từ mơi trường của chúng và sau đó biến các ion kim loại thành phần tử kim loại

thông qua các enzyme tạo ra bởi các hoạt động tế bào. Tổng hợp này có thể được

phân thành nội bào và ngồi tế bào phụ thuộc vào vị trí của tổng hợp NP. Nội bào

phương pháp liên quan đến việc vận chuyển các ion kim loại vào tế bào vi sinh để

hình thành các NP trong sự hiện diện của enzym. Sự tổng hợp ngoại bào của NP

bao gồm việc giữ các ion kim loại trên bề mặt của các tế bào và giảm các ion trong

sự có mặt của enzim.



28



Bảng 2: Các loại NPs được tổng hợp từ các loại vi sinh vật



1.3.2. Lý do chọn phương pháp tổng hợp.

Công nghệ thủy nhiệt đang trở thành một trong những công cụ quan trọng nhất

để chế tạo ra các loại vật liệu tiên tiến. Đặc biệt nó có khá nhiều ưu điểm trong việc chế

tạo ra các loại vật liệu có cấu trúc nano để ứng dụng trong các ngành công nghiệp chế tạo

khác nhau như điện tử, quang điện từ, xúc tác, gốm, y sinh, quang tử sinh học…

Phương pháp thủy nhiệt không những chỉ hỗ trợ cho việc chế tạo các hạt nano đơn phân tử

và đa phân tử đồng nhất mà nó còn là một trong những phương pháp hấp dẫn nhất để chế

tạo vật liệu nano lai và nano composite. Quá trình thủy nhiệt là một quá trình phản ứng

phức tạp của các hợp chất tan được trong nước hay dung môi trong điều kiện nhiệt độ và

áp suất cao để chế tạo ra vật liệu, điều mà ta không thể làm được ở điều kiện thường.

Thủy nhiệt là sự tiến hành các phản ứng hóa học hỗn tạp xảy ra với sự có mặt của dung

mơi (có thể là nước) trong một hệ kín ở điều kiện trên nhiệt độ phòng và áp suất lớn hơn

1atm trong một hệ kín. Bên cạnh kĩ thuật chế tạo vật liệu mới đã có hiện nay, cơng nghệ

thủy nhiệt đã chiếm một vị trí quan trọng và có lợi thế nhất định so với cơng nghệ truyền

thống. Nó bao gồm các quá trình tổng hợp thủy nhiệt, sự phát triển tinh thể trong môi

28



trường thủy nhiệt, sự nung kết thủy nhiệt, sự phân hủy thủy nhiệt, sự khử nước thủy nhiệt,

sự ổn định cấu trúc thủy nhiệt [18].

Tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt thường được kiểm soát trong bình thép tạo áp

suất, nó có thể gồm lớp Teflon chịu nhiệt độ cao và chịu được điều kiện mơi trường axit

và kiềm mạnh. Nhiệt độ trong bình thép có thể đưa lên cao hơn nhiệt độ sơi của nước,

trong phạm vi áp suất hơi bão hòa. Nhiệt độ và lượng dung dịch hỗn hợp đưa vào bình

thép sẽ tác động trực tiếp đến áp suất xảy ra trong quá trình thủy nhiệt. [18]

Ban đầu, sau khi cho các hóa chất tỉ lệ khối lượng, thành phần, các chất được hòa vào

dung mơi và khuấy trên máy khuấy từ, dung dịch hòa tan các chất sau khi khuấy được

cho vào bình Teflon và đưa vào tủ sấy, thủy nhiệt ở nhiệt độ và thời gian xác định. Sau đó

quay ly tâm để lọc rửa các tạp chất và sấy để thu được mẫu ở dạng bột.

Trong phương pháp thủy nhiệt, nước thực hiện hai chức năng:

+ Môi trường truyền áp suất vì nó có thể ở trạng thái lỏng hoặc hơi và tồn tại chủ yếu ở

dạng phân tử nước (H2O) phân cực.

+ Làm dung mơi hòa tan một phần chất phản ứng dưới áp suất cao, do đó phản ứng

được thực hiện trong pha lỏng hay có sự tham gia của một phần pha lỏng hoặc pha hơi.

Phương pháp thủy nhiệt được nhiều nhà nghiên cứu sử dụng để chế tạo vật liệu nano vì nó

sở hữu các ưu điểm như: dễ dàng kiểm soát được thành phần các chất tham gia phản ứng,

sản phẩm thu được có độ tinh khiết cao, tinh thể đối xứng, kích cỡ hạt đồng đều và nhỏ

dưới μm, thích hợp với điều kiện phòng thí nghiệm ở Việt Nam,…

Ngồi ra, phương pháp thủy nhiệt có những đặc tính vật lý đặc biệt làm cho rất nhiều

phản ứng xảy ra đồng thời trong dung môi nên được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực

như: tổng hợp vật liệu phức tạp, chế tạo vật liệu cấu trúc nano, tách kim loại ra khỏi

quặng,..



28



Tổng hợp vật liệu nano MoS2/Graphene bằng phương pháp thủy nhiệt có nhiều ưu điểm

như ta có thể điều chỉnh các điều kiện phản ứng thủy nhiệt như nhiệt độ, áp suất, nồng độ

các chất phản ứng, pH của dung dịch và thu được các hạt nano MoS 2 có kích thước, hình

thái và thành phần như mong muốn. Năng lượng tiêu thụ khơng đáng kể và ít ảnh hưởng

đến mơi trường.



31



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Hình 1.15: Tổng hợp Graphene bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×