Khảo sát ảnh hưởng của CTAB lên quá trình chế tạo nano polystyrene và silica cầu rỗng

LỜI MỞ ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Vật liệu Silica cấu trúc rỗng ( Hollow Silica)

1.2. Giới thiệu vật liệu Hollow Silica

1.3. Phương pháp tổng hợp hạt nano silica cấu trúc rỗng

1.4. Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt tới HSSN

1.5. Giới thiệu về nano Polystyrene

1.6. Phương pháp tổng hợp nano Polystyrenes

1.7. Nghiên cứu hấp phụ KMnO4 ứng dụng làm chậm quá trình chín trái cây

1.8. Tổng quan về nguyên liệu

1.9. Mục tiêu và hướng nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị thí nghiệm

2.1.1. Nguyên vật liệu

2.1.2. Phương pháp thực nghiệm

2.1.2.1. Tổng hợp khuôn cứng nano polystyrene

2.1.2.2. Tổng hợp hạt nano cấu lõi lõi@vỏ ( PS@SiO2 )

2.1.2.3. Loại bỏ khuôn cứng để tạo thành hạt nano silica cấu trúc rỗng (HSSN)

2.1.2.4. Đánh giá độ rỗng của HSSN bằng cách hấp phụ methylene xanh

2.1.2.5. Nghiên cứu khả năng hấp phụ KMnO4

2.2. Các phương pháp phân tích sử dụng trong quá trình nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp phân tích kích thước hạt bằng tán xạ ánh sáng động (DLS)

2.2.2. Phương pháp đo điện thế Zeta

2.2.3. Phương pháp đo phổ hồng ngoại (FTIR)

2.2.4. Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)

2.2.5. Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

2.2.6. Phương pháp đo quang phổ tử ngoại khả kiến (UV–Vis)

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1. Kết quả tổng hợp khuôn cứng nano polystyrene

3.1.1. Kết quả DLS khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng PS và CTAB đến kích thước hạt trung bình và chỉ số đa phân tán của nano PS

3.1.2. Kết quả đo thế Zeta đánh giá tính chất bề mặt khuôn cứng nano PS

3.2. Kết quả tổng hợp PS@SiO2

3.2.1. Kết quả đo phổ hồng ngoại FTIR

3.2.2. Kết quả khảo sát hàm lượng CTAB được hấp thu trên bề mặt silica

3.3. Kết quả của quá trình tổng hợp nano silica cấu trúc rỗng (HSSN)

3.3.1. Kết quả của quá trình nung loại bỏ khuôn cứng tạo thành hollow silica

3.3.2. Kết quả đo TGA

3.3.3. Kết quả khảo sát độ rỗng của HSSN bằng cách hấp phụ methylene xanh

3.3.4. Kết quả đo TEM

3.3.5. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ KMnO4

3.3.5.1. Xây dựng đường chuẩn KMnO4

3.3.5.2. Kết quả hấp phụ KMnO4

3.3.6. Kết quả khảo sát khả năng làm chậm quá trình chín của trái chuối

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

3.4. Kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào khảo sát ảnh hưởng của CTAB lên quá trình chế tạo nano polystyrene và silica cầu rỗng. Mục tiêu chính là cải thiện tính chất của nano vật liệu thông qua việc điều chỉnh hàm lượng CTAB và polystyrene, từ đó ứng dụng làm khuôn cứng cho silica cấu trúc rỗng (HSSN). Nghiên cứu cũng hướng đến việc ứng dụng HSSN trong việc hấp phụ KMnO4 để làm chậm quá trình chín của trái cây.

1.1. Mục tiêu cụ thể

Nghiên cứu nhằm tổng hợp thành công nano polystyrene từ polystyrene tái chế bằng phương pháp kết tủa nano, đồng thời khảo sát ảnh hưởng của CTAB và hàm lượng polystyrene đến quá trình tổng hợp. Ngoài ra, nghiên cứu cũng hướng đến việc tổng hợp HSSN bằng phương pháp khuôn cứng và đánh giá độ rỗng của vật liệu thông qua hấp phụ Methylene blue (MB).

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc làm giàu nguồn tài nguyên nghiên cứu về vật liệu nano. Về mặt thực tiễn, nghiên cứu đánh giá được ảnh hưởng của CTAB và polystyrene đến quá trình tổng hợp HSSN, mở ra tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực như bảo quản thực phẩm và y sinh.

II. Phương pháp nghiên cứu và quy trình thực nghiệm

Nghiên cứu được thực hiện qua 4 giai đoạn chính: tổng hợp nano polystyrene, phủ silica lên khuôn cứng, nung để tạo HSSN, và khảo sát khả năng hấp phụ KMnO4. Các phương pháp phân tích như DLS, TEM, và FTIR được sử dụng để đánh giá tính chất vật liệu.

2.1. Tổng hợp nano polystyrene

Quá trình tổng hợp nano polystyrene được thực hiện bằng phương pháp kết tủa nano. Kết quả cho thấy việc bổ sung CTAB không ảnh hưởng đáng kể đến kích thước hạt nhưng làm tăng thế Zeta, cải thiện tính ổn định của hạt nano.

2.2. Phủ silica và tạo HSSN

Quá trình phủ silica lên khuôn cứng nano polystyrene dựa trên nguyên tắc sol-gel. Sau khi nung ở 700°C, HSSN được hình thành với cấu trúc rỗng, được xác nhận qua ảnh TEM.

III. Kết quả và ứng dụng

Nghiên cứu đã tổng hợp thành công nano polystyrene và HSSN với cấu trúc rỗng. HSSN có khả năng hấp phụ KMnO4 hiệu quả, mở ra tiềm năng ứng dụng trong việc làm chậm quá trình chín của trái cây.

3.1. Khả năng hấp phụ KMnO4

Kết quả cho thấy HSSN có khả năng hấp phụ KMnO4 sau khi thay đổi điện tích bề mặt bằng CTAB. Điều này giúp làm chậm quá trình chín của trái chuối, kéo dài thời gian bảo quản.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu mở ra tiềm năng ứng dụng HSSN trong các lĩnh vực như bảo quản thực phẩm, y sinh, và xúc tác, nhờ vào tính chất độc đáo của vật liệu này.

Nghiên cứu ảnh hưởng của CTAB trong chế tạo nano polystyrene và silica cầu rỗng