TaiLieuDaiHoc com
tải về 19.3 Kb.
|
Tongquan Ky 6 Polymer sinh hoc (4), od 2 (1)
- Điều hướng trang này:
- TaiLieuDaiHoc.com
TaiLieuDaiHoc.comi LỜI CÁM ƠN Lởi đầu tiên con xin được trân trọng gửi đến ba, mẹ đã nuôi nấng và dạy dỗ để con có được ngày hôm nay, cám ơn gia đình đã tạo điều kiện để hoàn thành tốt luận văn. Em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Thị Phương Phong, bộ môn Hoá Lý – Khoa Hoá – ĐH Khoa Học Tự Nhiên, người thầy đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để em có thể vượt qua khó khăn trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Em xin cám ơn các thầy cô, cán bộ nhân viên trong Bộ Môn Hoá Lý và Phòng Thí Nghiệm Hoá Lý Ứng Dụng đã dạy dỗ, tạo mọi điều kiện cơ sở vật chất, hỗ trợ và giúp đỡ em hoàn thành tốt đề tài. Cám ơn anh Minh, Thắng, chị Hằng và bạn Liêm, Ngọc Anh, Trầm cùng tập thể nhóm nghiên cứu Hoá học nano đã giúp đỡ và hỗ trợ rất nhiều để hoàn thành luận văn này. i TÓM TẮT LUẬN VĂN Cây cao su là cây công nghiệp quan trọng, Việt Nam hiện đang có sản lượng cao su thiên nhiên rất lớn, khoảng 600.000 tấn mỗi năm, một trong những bệnh phổ biến trên cây cao su là bệnh nấm hồng. Nếu bệnh nhẹ thì có thể làm mất sản lượng mủ cao su từ 25 - 30%, nhưng nếu nặng thì có thể lên đến 60 - 70%. Bệnh nấm hồng gây ra do một loài nấm ký sinh có tên khoa học là Corticium salmonicolor. Bệnh này được đặt tên theo màu hồng nhạt của những cành nhánh cao su bị bệnh với một lớp vỏ phát triển trên những sợi chỉ nấm như mạng nhện. Đây là một loại bệnh gây hại nguy hiểm cho thân cây cao su, có thể hủy hoại nhiều cành nhánh chính, đặc biệt cây từ 2 đến 7 năm tuổi. Trong luận văn này, dung dịch keo nano kẽm được tổng hợp bằng phương pháp polyol từ tiền chất kẽm oxalat. Dung dịch 1.2.1. Vật liệu nano kim loại 7 1.2.2. Tính chất vật liệu nano 9 1.2.3. Phân loại vật liệu nano 12 1.2.4. Hạt nano kim loại 13 1.2.4.1. Chế tạo hạt nano kim loại 14 1.2.4.2. Tính chất của hạt nano kim loại 18 1.3. Các phương pháp chế tạo và ứng dụng của nano kẽm 20 1.3.1. Các phương pháp chế tạo nano kẽm 20 ii 1.3.1.1. Phương pháp điện hóa có sử dụng sóng siêu âm 20 1.3.1.2. Phương pháp micelle đảo 21 1.3.1.3. Phương pháp phân hủy nhiệt 22 1.3.1.4. Phương pháp ăn mòn laser 22 1.3.2. Một số ứng dụng của nano kẽm 22 1.4. Bệnh nấm hồng trên cây cao su 24 1.4.1. Giới thiệu cây cao su 24 1.4.1.1. Lịch sử 24 1.4.1.2. Phân loại cây cao su 25 1.4.2. Bệnh nấm hồng 26 1.4.2.1. Ký sinh và điều kiện phát triển 27 1.4.2.2. Bệnh nấm hồng trên cây cao su 28 2. THỰC NGHIỆM 30 2.1. Nguyên vật liệu – thiết bị 30 2.1.1. Hóa chất 30 2.1.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 31 2.2. Nội dung nghiên cứu 33 2.3. Các phương pháp thực nghiệm chế tạo nano kẽm 34 2.3.1. Phương pháp chế tạo oxalate kẽm 34 2.3.2. Phương pháp chế tạo dung dịch keo nano kẽm với tác chất oxalate kẽm 36 (chất bảo vệ PVP 40.000 g/mol) 54 3.3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đối với phản ứng tổng hợp nano kẽm (chất bảo vệ PVP 1.000.000 g/mol) 56 3.3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ ZnC 2 O 4 :PVP (1.000.000 g/mol) đối với phản ứng tổng hợp nano kẽm 57 3.3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đối với phản ứng tổng hợp nano kẽm (chất bảo vệ PVP 1.000.000 g/mol) 61 3.4. Các kết quả phân tích nhiễu xạ tia X của nano kẽm 62 3.4.1. Kết quả XRD với mẫu nano kẽm sử dụng PVP 40.000 g/mol 62 3.4.2. Kết quả XRD với mẫu nano kẽm sử dụng PVP 1.000.000 g/mol 63 3.5. Kết quả phân tích TEM các mẫu dung dịch nano kẽm 66 3.5.1. Kết quả phân tích của mẫu ZnC 2 O 4 :PVP 1:1 với chất bảo vệ PVP 40.000 g/mol 66 3.5.2. Kết quả phân tích của mẫu ZnC 2 O 4 :PVP 1:6 với chất bảo vệ PVP 40.000 g/mol. 67 3.5.3. Kết quả phân tích của mẫu ZnC 2 Ovi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Các đồ vật làm bằng hợp kim đồng – kẽm từ thời kỳ cổ đại. 3 Hình 1.2: Cấu trúc tinh thể của kẽm 4 Hình 1.3: Thang kích thước 8 Hình 1.4: Hai nguyên lý để chế tạo hạt nano kim loại 15 Hình 1.5: Tổng quát quá trình hình thành dung dịch nano kim loại 16 Hình 1.6: Dung dịch keo nano kẽm Mesozinc 23 Hình 1.7: Kem chống nắng có chứa hoạt chất nano Zn 23 Hình 1.8: Giống cao su Hevea brasiliensis 26 Hình 1.9: Bệnh nấm hồng 27 Hình 2.1: Máy đo pH IQ Scientific Instrument 31 Hình 2.2: Mấy khuấy từ IKA RET control-vis và pipet BIOHIT Proline, Đức 32 Hình 2.3: Máy ly tâm UNIVERSAL 32R HETTICH ZENTRIFUGEN và máy lắc HEIDOLPH PROMAX 1020, Đức. 32 Hình 2.4: Quy trình chế tạo kẽm oxalate 34 Hình 2.5: Sản phẩm kẽm oxalate kẽm chế tạo được 35 Hình 2.6: Quy trình chế tạo dung dịch keo nano kẽm với tác chất là oxalate kẽm. 36 Hình 2.7: Máy phân tích nhiệt NETZSCH STA 409 38 Hình 2.8: Sơ đồ quang phổ kế hai chùm tia. 39 Hình 2.9: Máy quang phổ UV-Vis-NIR-V670, JASCO, Nhật. 40 Hình 2.10: Máy FE-SEM JSM 740F, Nhật 40 vii Hình 2.11: Máy TEM, JEM-1400, Nhật 41 độ 220
Hình 3.11: Phổ UV-Vis các mẫu dung dịch keo nano kẽm với pH 6-10 khảo ở nhiệt độ 220 o 11
2 O 4 :PVP 1:6, nhiệt độ 220 o C) phân tích ở dạng dung dịch keo nano Zn 65 Hình 3.15: Ảnh TEM của mẫu nano Zn có tỷ lệ ZnC 2 O 4 /PVP 1:1 với chất bảo vệ PVP 40.000 g/mol 66 Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn sự phân bố kích thước hạt trong mẫu dung dịch nano kẽm có tỷ lệ ZnC 2 O 4 :PVP 1:1 với chất bảo vệ PVP 40.000 g/mol 66 Hình 3.17: Ảnh TEM của mẫu nano Zn có tỷ lệ ZnC 2 O 4 :PVP 1:6 với chất bảo vệ PVP 40.000 g/mol 67 Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn sự phân bố kích thước hạt trong mẫu dung dịch nano kẽm có tỷ lệ ZnC 2 Hình 3.24: Mẫu nấm hồng đối chứng sau 2, 4, 6 ngày cấy 71 Hình 3.25: Mẫu nấm hồng cấy trong dung dịch nano kẽm với các nồng độ khác nhau sau 6 ngày. 72 Hình 3.26: Đồ thị tương quan hiệu lực ức chế nấm hồng của nano Zn theo nồng độ73 Hình 3.27: Mẫu nấm hồng thử với mẫu dung dịch nano kẽm 5ppm sau 2 lần phun74 Hình 3.28: Mẫu nấm hồng thử với mẫu dung dịch nano kẽm 10ppm sau 2 lần phun74 Hình 3.29: Mẫu nấm hồng thử với mẫu dung dịch nano kẽm 20ppm sau 2 lần phun74 Hình 3.30: Mẫu nấm hồng thử với mẫu dung dịch nano kẽm 20ppm sau 2 lần phun75 Hình 3.31: Mẫu nấm hồng thử với mẫu dung dịch nano kẽm 30ppm sau 1 lần phun75 Hình 3.32: Mẫu nấm hồng thử với mẫu dung dịch nano kẽm 40ppm sau 1 lần phun75 x DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Số nguyên tử và năng lượng bề mặt của hạt nano hình cầu. 10 Bảng 1.2: Độ dài đặc trưng của một số tính chất vật liệu. 11 Bảng 3.1: Bảng giá trị bước sóng và cường độ hấp thu UV-Vis các mẫu dịch keo nano kẽm với tỷ lệ ZnC 2 O 4 4
o C 58 Bảng 3.6: Bảng giá trị bước sóng và cường độ hấp thu UV-Vis các mẫu dịch keo nano kẽm với tỷ lệ ZnC 2 O 4 :PVP 1: 6 khảo sát trong khoảng pH 6-10 61 Bảng 3.7: Kích thước phân bố của các mẫu dung dịch keo nano kẽm khi phân tích chụp ảnh TEM 70 Bảng 3.8: Hoạt tính ức chế nấm hồng của nano Zn 73 xi
DANH PHÁP CÁC TỪ VIẾT TẮT DTA Differential Thermal Analysis ĐC Đối chứng DTB Đường kính trung bình FE – SEM Field Emission - Scanning Electron Microscopy HCP Hexagonal closed-packed PVP Polyvinylpyrrolidone PDA Potato Dextrose Agar TCN Trước công nguyên TEM Transmission Electron Microscopy TGA Thermogravimetric Analysis mô công nghiệp với giá thành thấp không gây hại cho con người và môi trường xung quanh. 2 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về kim loại kẽm 1.1.1. Lịch sử Các hợp kim của kẽm đã được tìm thấy cách đây khoảng từ 1000-1400 năm trước công nguyên ở Palestine. Các đồ vật và các pho tượng bằng kẽm có hàm lượng kẽm 87% đã được tìm thấy ở khu vực khảo cổ học Dacian thuộc Transylvania tiền sử. Các đồ trang sức làm từ kẽm chứa khoảng 80-90% hàm lượng kẽm được tìm thấy cách đây khoảng 2500 năm. Trong thời kỳ cổ đại, các quặng kẽm được sử dụng để chế tạo các hợp kim kẽm – đồng trong nhiều thế kỷ trước khi tìm ra cách phân lập nguyên tố kẽm tinh khiết. Việc nấu chảy và phân lập kẽm nguyên chất đã được những người Ấn Độ và người Trung Quốc thực hiện sớm nhất vào thế kỷ 10. Cuối thế kỷ 14, người Hindu đã biết đến sự tồn tại của kẽm như một kim loại khác với bảy kim loại đã biết trước đó. Ở phương Tây, sự phát hiện ra kẽm nguyên chất được gắn với tên tuổi của người Đức Andreas Marggraf vào năm 1746. Các miêu tả về sản xuất hợp kim đồng – kẽm được tìm thấy trong các ghi chép của Albertus Magnus, khoảng năm 1248, và vào thế kỷ 16, người ta đã biết đến một kim loại mới một cách rộng rãi. Georg Agricola đã quan sát vào năm 1546, và phát hiện ra rằng một kim loại màu trắng có thể ngưng tụ và đập vụn ra từ vách các lò nấu kim loại khi các loại quặng kẽm được nung chảy. Ông đã bổ sung trong các ghi chép của mình rằng một chất giống như kim loại gọi là "zincum" đã được sản xuất ở Silesia. Paracelsus (mất năm 1541) đã là người đầu tiên ở phương Tây nói rằng "zincum" là một kim loại mới và nó có các thuộc tính hóa học khác với các kim loại đã biết trước đó. 3 Điện trở (20 o C): 59,0 nΩ.m Độ dẫn: 116 m -1 .K -1 Độ dãn nở nhiệt (25 o C): 30,2 µm·m −1 ·K −1 . Tốc độ âm thanh: 3850 m.s -1 5 Tính chất vật lý Tỷ trọng: 7,14 g/cm 3 Nhiệt độ nóng chảy: 419,53 o C. Nhiệt độ bay hơi: 907 o Năng lượng ion hóa thứ hai: 1733,3 kJ.mol -1 Năng lượng ion hóa thứ ba: 3833 kJ.mol -1 Bán kính nguyên tử: 134 pm Bán kính cộng hóa trị: 122±4 pm Bán kính Van der Waals: 139 pm Đồng vị của kẽm Kẽm trong tự nhiên là hỗn hợp của 4 đồng vị ổn định Zn 64 , Zn 66 , Zn 67 và Zn 68 với đồng vị 64 là phổ biến nhất (48,6% trong tự nhiên). 22 đồng vị phóng xạ được viết đến với phổ biến hay ổn định nhất là Zn 65 với chu kỳ bán rã 244,26 ngày, và Zn 72 với chu kỳ bán rã 46,5 giờ. Các đồng vị phóng xạ khác có chu kỳ bán rã nhỏ 6 hơn 14 giờ và phần lớn có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1 giây. Nguyên tố này cũng có 4 trạng thái đồng phân nguyên tử. oxide. Kẽm phản ứng với acid và bazơ và các hợp chất phi kim loại khác. Kim loại kẽm tinh khiết phản ứng chậm ở nhiệt độ phòng với acid, với các acid mạnh như acid cloric và sulfur acid có thể loại bỏ lớp bảo vệ và phản ứng với nước tạo khí hydro. Kẽm tồn tại ở dạng oxy hóa Zn +2 . 1.1.5. Ứng dụng của kẽm Vai trò sinh học: Kẽm là một chất dinh dưỡng chống oxy hóa hỗ trợ trong việc tổng hợp protein và chữa lành vết thương. Kẽm là tố chất cần thiết cho sự phát triển của các cơ quan sinh sản. Kẽm hỗ trợ chức năng tuyến tiền liệt khỏe mạnh và hoạt động nội tiết tố 7 nam. Nó điều chỉnh việc co bóp của cơ bắp mà quan trọng là sự ổn định trong máu. Kẽm duy trì cân bằng kiềm của cơ thể, hỗ trợ tiêu hóa và quá trình trao đổi chất. Kẽm là một khoáng chất cần thiết cho sự tổng hợp DNA và RNA, protein, insulin và tinh trùng. Kẽm cần thiết cho cơ thể để chuyển hóa carbohydrate, protein, chất béo và rượu, xử lý carbon dioxide, sử dụng tốt của vitamin A. Hơn bảy mươi loại enzyme khác nhau yêu cầu kẽm để thực hiện chức năng của chúng. Kẽm là một khoáng chất quan trọng đối với nhu cầu cơ thể. Không có nó, một loạt các chức năng cơ thể sẽ bị ngưng trệ, điển hình là: mất cân bằng đường huyết, chuyển dưỡng chậm lại, làm giảm khả năng ngửi, nếm và sự phân chia tế bào và tổng hợp ADN sẽ bị tổn thương. Thị giác, vị giác, khứu giác và trí nhớ có liên quan đến kẽm và sự thiếu hụt kẽm có thể gây ra sự hoạt động không bình thường của các cơ quan này. Trong công nghiệp : Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến hàng thứ tư sau sắt, nhôm, đồng tính theo lượng sản xuất hàng năm. Kẽm được sử dụng để mạ kim loại, làm hợp kim như đồng thanh, niken trắng; kẽm được sử dụng trong dập khuôn, đặc biệt là trong công bắt nguồn từ hai hiện tượng sau đây: Hiệu ứng bề mặt: Khi vật liệu có kích thước nhỏ thì tỉ số giữa số nguyên tử trên bề mặt và tổng số nguyên tử của vật liệu gia tăng. Ví dụ, xét vật liệu tạo thành từ các hạt nano hình cầu. Nếu gọi n s là số nguyên tử nằm trên bề mặt, n là tổng số nguyên tử thì mối liên hệ giữa hai con số trên sẽ là n s = 4n 2/3 . Tỉ số giữa số nguyên tử trên bề mặt và tổng số nguyên tử sẽ là f = n s /n = 4/n 1/3 = 4r 0 /r, trong đó r 0 là bán kính của nguyên tử và r là bán kính của hạt nano. Như vậy, nếu kích thước của vật liệu giảm (r giảm) thì tỉ số f tăng lên [5, 3, 31]. Khi kích thước của vật liệu giảm đến nm thì giá trị f này tăng lên đáng kể. Sự thay đổi về tính chất có liên quan đến hiệu ứng bề mặt không có tính đột biến theo sự thay đổi về kích thước vì f tỉ lệ nghịch với r theo một hàm liên tục. Chúng ta cần lưu ý đặc điểm này trong nghiên cứu và ứng dụng [31]. Khác với hiệu ứng thứ hai mà ta sẽ đề cập đến sau, hiệu ứng bề mặt luôn có tác dụng với tất cả các giá trị của kích thước, hạt càng bé thì hiệu ứng càng lớn và ngược lại. Ở đây không có giới hạn nào cả, ngay cả vật liệu khối truyền thống cũng Số
Tỉ số nguyên tử trên bề mặt (%) Năng lượng bề mặt (erg/mol) Năng lượng bề mặt / Năng lượng tổng (%) 10 30.000 20 4.8×10 11 7,6
4.000 40 8,6×10 11 14,3
4.000 40 8,6×10 11 (nm)
- Bước sóng của điện tử - Quãng đường tự do trung bình không đàn hồi - Hiệu ứng đường ngầm 10 – 100 1 – 100 1 – 10 Từ - Vách domain, tương tác trao đổi - Quãng đường tán xạ spin - Giới hạn siêu thuận từ 10 – 100 1 – 100 5 – 100 12 Quang
- Độ dài suy giảm - Độ sâu bề mặt kim loại - Hấp thụ plasmon bề mặt 1 – 100 10 – 100 10 – 100 10 – 500 Cơ - Tương tác bất định xứ - Biên hạt TaiLieuDaiHoc.comtải về 19.3 Kb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|