Bà GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O VIàN HÀN LÂM KHOA HâC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HâC VIàN KHOA HâC VÀ CÔNG NGHà ĐOÀN THà BÍCH NGâC NGHIÊN CĄU TäNG HþP NANO Cu2O-Cu/ALGINATE ĄNG DĀNG LÀM CHÂT PHÒNG TRĆ BàNH THĂC VÀT LUÀN ÁN TI¾N S) HÓA HâC Hà Nßi - 2023 Bà GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O VIàN HÀN LÂM KHOA HâC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HâC VIàN KHOA HâC VÀ CÔNG NGHà ĐOÀN THà BÍCH NGâC NGHIÊN CĄU TäNG HþP NANO Cu2O-Cu/ALGINATE ĄNG DĀNG LÀM CHÂT PHÒNG TRĆ BàNH THĂC VÀT Chuyên ngành: Hóa vô c¢ Mã sá: 9440113 LUÀN ÁN TI¾N S) HÓA HâC NG¯äI H¯âNG DÀN KHOA HâC: 1: TS Bùi Duy Du 2: PGS.TS Nguyßn Thá Bích Ngãc Hà Nßi - 2023 i LâI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cću cąa riêng tôi d°ãi să h°ãng dÁn cąa TS Bùi Duy Du và PGS. Nguyßn Thá Bích Ngãc. Hầu hÃt các sá liáu, kÃt quÁ trong luÃn án là nái dung từ các bài báo đã đ°āc xuÃt bÁn cąa tôi và các thành viên cąa tÃp thá khoa hãc. Các sá liáu, kÃt quÁ nghiên cću đ°āc trình bày trong luÃn án là trung thăc và ch°a từng đ°āc công bá trong bÃt kỳ công trình nào khác.
Tác giÁ luÁn án Đoàn Thá Bích Ngãc ii LâI CÀM ¡N Vãi lòng kính trãng và biÃt ¢n sâu sÅc, tôi xin gÿi låi cÁm ¢n tãi hai ng°åi Thầy cąa tôi là TS. Bùi Duy Du và PGS. Nguyßn Thá Bích Ngãc đã tÃn tình h°ãng dÁn và t¿o đißu kián thuÃn lāi nhÃt cho tôi hoàn thành các nghiên cću trong luÃn án. LuÃn án này là công trình ban đầu có ý nghĩa giúp tôi ngày càng vāng b°ãc h¢n trên con đ°ång nghiên cću khoa hãc mà mình đã lăa chãn.
Tôi xin gÿi låi cÁm ¢n đÃn các cán bá nghiên cću thuác Vián Khoa hãc VÃt liáu Ćng dăng - Vián Hàn lâm Khoa hãc và Công nghá Viát Nam, Vián Khoa hãc Kỹ thuÃt Nông nghiáp mißn Nam - Vián Khoa hãc Nông nghiáp Viát Nam vì đã luôn giúp đÿ, đáng viên và dành nhāng tình cÁm tát đẹp cho tôi trong suát thåi gian thăc hián luÃn án. Tôi xin gÿi låi cÁm ¢n tãi Hãc vián Khoa hãc và Công nghá Viát Nam, Ban lãnh đ¿o Vián Hóa hãc, Ban lãnh đ¿o Vián Nghiên cću Công nghiáp Rừng – Vián Khoa hãc Nông nghiáp Viát Nam đã luôn quan tâm, giúp đÿ, t¿o đißu kián thuÃn lāi cho tôi hãc tÃp và nghiên cću. Đặc biát, xin gÿi låi cÁm ¢n tãi Ch°¢ng trình Khoa hãc và Công nghá cÃp quác gia giai đo¿n 2014-2019 <KH&CN phăc vă phát trián bßn vāng vùng Tây Nam Bá= (KHCN-TNB/14-19) đã hß trā kinh phí đá thăc hián luÃn án này. Nhân dáp này, tôi xin dành tình cÁm sâu sÅc, trân trãng nhÃt và xin kính tặng thành quÁ nhß bé mà tôi đ¿t đ°āc tãi nhāng ng°åi thân trong gia đình: Ba, Mẹ - nhāng ng°åi đã hÃt lòng nuôi d¿y tôi khôn lãn, đáng viên hß trā tôi vß mãi mặt, các anh chá em đã chia s¿ nhāng khó khn và giúp đÿ tôi trong suát thåi gian qua.
Cuái cùng tôi xin dành nhāng tình cÁm đặc biát tãi gia đình nhß thân yêu, chãng và con gái tôi, nhāng ng°åi luôn yêu th°¢ng, giúp đÿ, t¿o cho tôi nghá lăc v°āt qua khó khn đá hoàn thành luÃn án. iii MĀC LĀC Trang LäI CAM ĐOAN. iii DANH MĂC CÁC KÝ HIàU, CÁC CHĀ VIÂT TÄT. viii DANH MĂC CÁC BÀNG.
x DANH MĂC CÁC HÌNH VÀ, Đâ THà. Tính cÃp thiÃt cąa luÃn án. Măc tiêu nghiên cću cąa luÃn án. Các nái dung nghiên cću chính cąa luÃn án.
Ý nghĩa khoa hãc và thăc tißn. 3 CH¯¡NG 1: TäNG QUAN. Kim lo¿i Cu, các hāp chÃt cąa Cu và khÁ nng kháng vi sinh vÃt cąa chúng. Kim lo¿i Cu và các hợp chất cÿa chúng.
Āng dụng cÿa nano Cu, Cu2O và hiệu āng kháng vi sinh vật cÿa chúng. Các nghiên cću ćng dăng nano Cu, nano Cu2O trong đißu trá bánh h¿i thăc vÃt. Các nghiên cću vß đác tính cąa nano đãng và nano oxit đãng. Các ph°¢ng pháp tång hāp nano Cu2O.
Phương pháp sinh học. Phương pháp hóa học. Phương pháp oxy hóa Cu thành Cu2O. Phương pháp khử muối Cu thành Cu2O.
Ành hưởng cÿa một số yếu tố đến kích thước cÿa các h¿t nano trên cơ sở Cu. Kích thước và thành phần hóa học cÿa h¿t nano Cu2O-Cu tổng hợp bằng phương pháp khử phụ thuộc vào thế khử và nồng độ chất khử. Kích thước h¿t nano Cu2O-Cu phụ thuộc vào lo¿i và hàm lượng chất bÁo vệ. Kích thước và thành phần hóa học cÿa h¿t nano Cu2O-Cu phụ thuộc vào pH và nhiệt độ.
Tißm nng sÿ dăng vÃt liáu nano Cu 2O-Cu/alginate trong nông nghiáp t¿i Viát Nam. 28 CH¯¡NG 2: THĂC NGHIàM VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĆU. Nguyên vÃt liáu và hóa chÃt. Thăc nghiám và ph°¢ng pháp nghiên cću.
Nghiên cāu tổng hợp vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate. Chế t¿o mẫu để đo phổ UV-vis, XRD, EDX, FT-IR, xác định hàm lượng N2H4 và hiệu suất chuyển hóa Cu2+ cÿa phÁn āng khử. Các phương pháp và kỹ thuật sử dụng để nghiên cāu. Phương pháp đo phổ UV-vis.
Phương pháp xác định hàm lượng Cu trong vật liệu và nông sÁn bằng phương pháp quang phổ phát x¿ nguyên tử plasma. Phương pháp đo phổ hồng ngo¿i biến đổi Fourier (FT-IR). Phương pháp đo phổ nhiễu x¿ tia X (XRD). Phương pháp chụp Ánh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM).
Phương pháp nghiên cāu tối ưu hóa kích thước h¿t Cu2O-Cu/alginate. Phương pháp xác định thế điện động cÿa dung dịch keo nano Cu2O- Cu/alginate. Xác định hàm lượng N2H4 theo ASTM D 1385-01 [187]. Đánh giá độ độc cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate.
Xác định LD50 qua đường miệng trên chuột. Xác định kích āng da (nh¿y cÁm da) trên chuột. Thử nghiệm in vitro hiệu lực phòng vi sinh vật gây h¿i trên cây thanh long và cây lúa cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate. Thử nghiệm in vitro hiệu lực phòng trừ nấm Neoscytalidium dimidiatum gây bệnh đốm nâu trên cây thanh long phụ thuộc vào nồng độ Cu cÿa vật liệu nano Cu2O- Cu/alginate.
Thử nghiệm in vitro hiệu lực phòng trừ nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đ¿o ôn trên lúa phụ thuộc vào nồng độ Cu cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate. Thử nghiệm in vitro hiệu lực phòng trừ vi khuẩn Xanthomonas sp. gây bệnh b¿c lá trên lúa theo nồng độ Cu cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate. Thử nghiệm hiệu lực phòng trừ bệnh h¿i trên cây thanh long và cây lúa cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate trong thí nghiệm nhà lưới.
Thử nghiệm hiệu lực phòng trừ bệnh đốm nâu thanh long cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate trong thí nghiệm nhà lưới (in vivo). Thử nghiệm hiệu lực phòng trừ bệnh đ¿o ôn lúa cÿa vật liệu nano Cu2O- Cu/alginate trong thí nghiệm nhà lưới. Thử nghiệm hiệu lực phòng trừ bệnh b¿c lá lúa cÿa vật liệu nano Cu2O- Cu/alginate trong thí nghiệm nhà lưới. Phương pháp xử lý số liệu.
45 CH¯¡NG 3: KÂT QUÀ NGHIÊN CĆU TäNG HĀP VÂT LIàU NANO Cu2O- Cu/ALGINATE VÀ HIàU ĆNG KHÁNG BàNH H¾I THĂC VÂT. KÃt quÁ nghiên cću tång hāp vÃt liáu nano Cu2O-Cu/alginate. Nghiên cāu hiệu suất chuyển hóa cÿa Cu2+ thành Cu2O và Cu khi sử dụng chất khử N2H4 theo thời gian phÁn āng. Sự chuyển hóa cÿa chất khử N2H4 khi phÁn āng khử Cu2+ phụ thuộc vào thời gian.
Ành hưởng cÿa nồng độ Cu2+ đến kích thước h¿t nano Cu2O-Cu. Ành hưởng cÿa nồng độ chất khử N2H4 đến kích thước h¿t nano Cu2O-Cu. Ành hưởng cÿa nồng độ chất ổn định alginate đến kích thước h¿t nano Cu2O- Cu. Ành hưởng cÿa pH đến kích thước h¿t nano Cu2O-Cu/alginate.
Nghiên cāu tối ưu hóa kích thước h¿t nano Cu2O-Cu/alginate. Nghiên cću các tính chÃt hóa lý đặc tr°ng cąa vÃt liáu nano Cu2O-Cu/alginate. Phổ UV-vis cÿa nano Cu2O-Cu/alginate. GiÁn đồ XRD cÿa vật liệu Cu2O-Cu/alginate.
Phổ FT-IR cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate. Mô phỏng cấu trúc cÿa h¿t nano Cu2O-Cu ổn định trong alginate. Nghiên cāu độ bền cÿa hệ keo nano Cu2O-Cu/alginate theo thời gian. Sự thay đổi kích thước h¿t Cu2O-Cu theo thời gian lưu trữ.
Thế điện động cÿa dung dịch nano composite Cu2O-Cu/alginate. Nghiên cāu chế t¿o vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate d¿ng bột. Xác định hàm lượng Cu trong mẫu nano composite Cu2O-Cu/alginate. Đác tính cąa vÃt liáu nano Cu2O-Cu/alginate.
Độc tính qua đường miệng. Độc tính qua đường tiếp xúc da. Nghiên cću hiáu lăc kháng vi sinh vÃt gây bánh thăc vÃt cąa vÃt liáu nano Cu2O- Cu/alginate. Hiệu lực kháng nấm Neoscytalidium dimidiatum gây bệnh đốm nâu thanh long cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate.
Thí nghiệm in vitro kháng nấm Neoscytalidium dimidiatum cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate. Thí nghiệm phòng trừ bệnh đốm nâu thanh long trong điều kiện nhà lưới. Hiệu lực kháng nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đ¿o ôn lúa cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate. Thí nghiệm kháng nấm Pyricularia oryzae trong điều kiện in vitro.
Thí nghiệm phòng trừ bệnh đ¿o ôn lúa trong điều kiện nhà lưới. Hiệu lực kháng vi khuẩn Xanthomonas sp. gây bệnh b¿c lá lúa cÿa vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate. Thí nghiệm kháng vi khuẩn Xanthomonas sp.
trong điều kiện in vitro. Thí nghiệm phòng trừ bệnh đ¿o ôn lúa trong điều kiện nhà lưới. Nghiên cću hàm l°āng Cu đ°āc tích lũy trong nông sÁn sau khi sÿ dăng vÃt liáu nano Cu2O-Cu/alginate làm chÃt kiám soát bánh thăc vÃt. Hàm lượng Cu trong trái thanh long sau khi sử dụng vật liệu nano Cu2O- Cu/alginate.
Hàm lượng Cu trong h¿t lúa sau khi sử dụng vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate. 93 KÂT LUÂN VÀ KIÂN NGHà. 95 MàT Sà ĐIàM MâI CĄA LUÂN ÁN. 97 DANH MĂC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG Bà CĄA TÁC GIÀ.
98 TÀI LIàU THAM KHÀO.