Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu chế tạo nanocomposite ZnO-Bentonite ứng dụng diệt nấm Phytophthora

• Tác giả: Đoàn Quang Hà
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Hồng Côn
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Chế Tạo Nanocomposite Zno/Bentonit Ứng Dụng Diệt Nấm Phytophthora
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Ảnh hưởng của nấm bệnh và việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật đến môi trường
• 1.2. Đặc điểm gây bệnh của nấm Phytophthora
• 1.3. Thiệt hại do nấm bệnh Phytophthora
• 1.4. Công nghệ nano và ứng dụng trong môi trường nông nghiệp
• 1.5. Một số tính chất của vật liệu nano
• 1.6. Phương pháp chế tạo hạt nano kim loại
• 1.7. Ứng dụng của công nghệ nano trong môi trường nông nghiệp
• 1.8. Nano oxit kẽm và ứng dụng của nano oxit kẽm
• 1.9. Giới thiệu về kẽm oxit. Tầm quan trọng của các hạt nano oxit kẽm đối với môi trường nông nghiệp hiện đại
• 1.10. Sử dụng hạt nano ZnO như một chất kháng khuẩn và kháng nấm
• 1.11. Cơ chế diệt khuẩn và diệt nấm bởi các hạt nano ZnO
• 1.12. Vật liệu composite cố định nano ZnO
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Tổng quan tài liệu
• 2.4. Thực nghiệm trong phòng thí nghiệm
• 2.5. Các phương pháp đặc trưng
• 2.5.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X
• 2.5.2. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.5.3. Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
• 2.5.4. Quang phổ Hồng ngoại biến đổi chuỗi (FT-IR)
• 2.5.5. Phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis
• 2.5.6. Quang phổ tán xạ năng lượng (EDX)
• 2.6. Đánh giá đặc trưng diệt khuẩn của vật liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu tối ưu hóa phương pháp chế tạo nano ZnO
• 3.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol Zn2+/C2O42- đến đặc trưng của các hạt nano ZnO tạo thành
• 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Zn2+ đến đặc trưng của các hạt nano ZnO tạo thành
• 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung và thời gian nung tới đặc trưng của các hạt nano ZnO tạo thành
• 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nung tới đặc trưng của các hạt nano ZnO tạo thành
• 3.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nung tới đặc trưng của các hạt nano ZnO tạo thành
• 3.7. Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano composite ZnO/Bentonite
• 3.8. Kết quả nghiên cứu cấu trúc của ZnO cố định trên bentonite
• 3.9. Kết quả nghiên cứu đặc trưng của ZnO hình thành trên bề mặt bentonite thông qua phổ UV-Vis
• 3.10. Kết quả nghiên cứu phổ FT-IR đặc trưng của mẫu nanocomposit ZnO/Bent
• 3.11. Xác định hình thái và kích thước của ZnO cố định trên bentonite
• 3.12. Xác định hiệu suất cố định ZnO trên bentonite
• 3.13. Đánh giá khả năng kháng nấm của vật liệu
• 3.14. Khảo sát nồng độ tối ưu
• 3.15. Kết quả so sánh vật liệu nano ZnO/Bentonite
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu chế tạo nanocomposite ZnO Bentonite

Nghiên cứu chế tạo nanocomposite ZnO-Bentonite là một trong những hướng đi mới trong việc phát triển vật liệu thân thiện với môi trường nhằm diệt nấm Phytophthora. Vật liệu này không chỉ có khả năng kháng nấm mà còn giúp giảm thiểu ô nhiễm do thuốc bảo vệ thực vật. Việc kết hợp giữa ZnO và Bentonite tạo ra một sản phẩm có tính năng vượt trội, hứa hẹn mang lại hiệu quả cao trong nông nghiệp.

1.1. Đặc điểm của nanocomposite ZnO Bentonite

Nanocomposite ZnO-Bentonite được hình thành từ sự kết hợp giữa ZnO và Bentonite, mang lại những đặc tính vật lý và hóa học độc đáo. ZnO có khả năng kháng khuẩn và kháng nấm, trong khi Bentonite giúp ổn định cấu trúc và tăng cường khả năng hấp thụ. Sự kết hợp này không chỉ nâng cao hiệu quả diệt nấm mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu này trong nông nghiệp

Nghiên cứu chế tạo nanocomposite ZnO-Bentonite có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các giải pháp thay thế cho thuốc bảo vệ thực vật truyền thống. Việc sử dụng vật liệu này không chỉ giúp bảo vệ cây trồng khỏi nấm Phytophthora mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh hiện nay khi mà ô nhiễm môi trường và sức khỏe cộng đồng đang trở thành vấn đề cấp bách.

II. Vấn đề và thách thức trong việc diệt nấm Phytophthora

Nấm Phytophthora là một trong những tác nhân gây hại nghiêm trọng cho cây trồng, đặc biệt trong nông nghiệp. Việc kiểm soát nấm này gặp nhiều khó khăn do khả năng lây lan nhanh chóng và sự xuất hiện của các chủng kháng thuốc. Thách thức lớn nhất là tìm ra giải pháp hiệu quả mà không gây hại cho môi trường.

2.1. Tác động của nấm Phytophthora đến cây trồng

Nấm Phytophthora gây ra nhiều bệnh nghiêm trọng trên cây trồng, dẫn đến thiệt hại kinh tế lớn. Các triệu chứng bệnh bao gồm thối rễ, thối trái và làm giảm năng suất cây trồng. Việc phát hiện và xử lý kịp thời là rất cần thiết để bảo vệ mùa màng.

2.2. Khó khăn trong việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật

Việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật để diệt nấm Phytophthora không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn dẫn đến sự xuất hiện của các chủng nấm kháng thuốc. Điều này làm cho việc kiểm soát nấm trở nên khó khăn hơn, đòi hỏi cần có các giải pháp thay thế hiệu quả và an toàn hơn.

III. Phương pháp chế tạo nanocomposite ZnO Bentonite hiệu quả

Phương pháp chế tạo nanocomposite ZnO-Bentonite bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc chuẩn bị nguyên liệu đến quá trình tổng hợp và kiểm tra đặc tính. Việc tối ưu hóa các điều kiện chế tạo sẽ giúp nâng cao hiệu quả diệt nấm và tính ổn định của vật liệu.

3.1. Quy trình tổng hợp nanocomposite

Quy trình tổng hợp nanocomposite ZnO-Bentonite bao gồm các bước như trộn đều các thành phần, xử lý nhiệt và kiểm tra đặc tính. Việc lựa chọn tỉ lệ giữa ZnO và Bentonite là rất quan trọng để đạt được hiệu quả tối ưu trong việc diệt nấm.

3.2. Đánh giá đặc tính vật lý và hóa học

Đánh giá đặc tính vật lý và hóa học của nanocomposite ZnO-Bentonite là bước quan trọng để xác định khả năng kháng nấm. Các phương pháp như quang phổ hồng ngoại, quang phổ UV-Vis và phân tích SEM sẽ được sử dụng để kiểm tra cấu trúc và tính chất của vật liệu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nanocomposite ZnO Bentonite trong nông nghiệp

Nanocomposite ZnO-Bentonite không chỉ có khả năng diệt nấm Phytophthora mà còn có thể được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Việc sử dụng vật liệu này giúp nâng cao năng suất cây trồng và bảo vệ môi trường.

4.1. Hiệu quả diệt nấm trong thực nghiệm

Các thử nghiệm cho thấy nanocomposite ZnO-Bentonite có khả năng diệt nấm Phytophthora hiệu quả, giúp giảm thiểu thiệt hại cho cây trồng. Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu này có thể thay thế một phần thuốc bảo vệ thực vật truyền thống.

4.2. Tác động đến năng suất cây trồng

Việc sử dụng nanocomposite ZnO-Bentonite không chỉ giúp kiểm soát nấm mà còn nâng cao năng suất cây trồng. Các nghiên cứu cho thấy cây trồng được xử lý bằng vật liệu này có sự phát triển tốt hơn và ít bị ảnh hưởng bởi nấm bệnh.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu chế tạo nanocomposite ZnO-Bentonite mở ra hướng đi mới trong việc kiểm soát nấm Phytophthora và bảo vệ môi trường. Với những ưu điểm vượt trội, vật liệu này hứa hẹn sẽ được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp trong tương lai.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy nanocomposite ZnO-Bentonite có khả năng diệt nấm Phytophthora hiệu quả và an toàn cho môi trường. Việc tối ưu hóa quy trình chế tạo sẽ giúp nâng cao hiệu quả của vật liệu này.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải tiến quy trình chế tạo và mở rộng ứng dụng của nanocomposite ZnO-Bentonite trong các lĩnh vực khác nhau, nhằm nâng cao hiệu quả và tính bền vững trong nông nghiệp.