Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano MoS2 và Cu2MoS4 ứng dụng trong cảm biến điện hóa phân tích dược phẩm

• Tác giả: Phùng Thị Lan Hương
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Ngọc Phan
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hóa học vô cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Vật Liệu Nano MoS2 Và Cu2MoS4 Cho Cảm Biến Điện Hóa Dược Phẩm
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.4. Những đóng góp mới của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phân tích dược phẩm
• 2.1.1. Thực trạng sử dụng kháng sinh và thuốc giảm đau ở Việt Nam
• 2.1.2. Phân tích dược phẩm
• 2.2. Cảm biến điện hóa
• 2.2.1. Nguyên tắc hoạt động và cấu trúc của cảm biến điện hóa
• 2.2.2. Vai trò của vật liệu điện cực trong cảm biến điện hóa
• 2.2.3. Ứng dụng cảm biến điện hóa trong phân tích dược phẩm
• 2.3. Cảm biến điện hóa xác định Ofloxacin, Chloramphenicol và Paracetamol
• 2.3.1. Cơ sở điện hóa của cảm biến nhận biết ofloxacin, chloramphenicol và paracetamol
• 2.3.2. Các nghiên cứu chế tạo cảm biến điện hóa phân tích ofloxacin, paracetamol và chloramphenicol
• 2.4. Cảm biến điện hóa trên cơ sở Molybden sunfua
• 2.4.1. Vật liệu molybden sunfua tinh thể
• 2.4.2. Vật liệu molybden sunfua vô định hình
• 2.4.3. Tăng hấp vật liệu molybden sunfua
• 2.4.4. Ứng dụng của vật liệu molybden sunfua trong cảm biến điện hóa
• 2.5. Cảm biến điện hóa trên cơ sở dạng Molybden sunfua
• 2.5.1. Vật liệu dạng molybden sunfua
• 2.5.2. Tăng hấp vật liệu dạng molybden sunfua
• 2.5.3. Ứng dụng của vật liệu dạng molybden sunfua
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguyên vật liệu và hóa chất
• 3.2. Chế tạo vật liệu
• 3.2.1. Chế tạo vật liệu molybden sunfua
• 3.2.2. Chế tạo vật liệu dạng molybden sunfua
• 3.3. Chế tạo cảm biến điện hóa phân tích dược phẩm
• 3.3.1. Cảm biến điện hóa trên cơ sở molybden sunfua và dạng molybden sunfua. Quy trình đo và điều kiện các phép đo điện hóa
• 3.3.2. Quy trình phân tích hàm lượng ofloxacin, paracetamol và chloramphenicol trong dược phẩm bằng phương pháp cảm biến điện hóa
• 3.3.3. Các thông số đánh giá hoạt động của cảm biến
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc, hình thái của vật liệu
• 3.4.2. Các phương pháp phân tích điện hóa
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Cảm biến điện hóa trên cơ sở molybden sunfua
• 4.1.1. Hình thái vật liệu molybden sunfua. Đặc trưng điện hóa của vật liệu molybden sunfua
• 4.1.2. Cảm biến điện hóa trên cơ sở molybden sunfua xác định Ofloxacin
• 4.1.3. Cảm biến điện hóa trên cơ sở molybden sunfua xác định Chloramphenicol
• 4.1.4. Cảm biến điện hóa trên cơ sở molybden sunfua xác định Paracetamol
• 4.2. Vật liệu dạng molybden sunfua
• 4.2.1. Hình thái và cấu trúc của các vật liệu dạng molybden sunfua
• 4.2.2. Ảnh hưởng của hình thái tới đặc trưng điện hóa của các vật liệu dạng molybden sunfua
• 4.2.3. Ảnh hưởng của hình thái các vật liệu dạng molybden sunfua tới quá trình oxi hóa điện hóa của OFX
• 4.3. Cảm biến điện hóa trên cơ sở CMS30-4
• 4.3.1. Đặc trưng hình thái và cấu trúc của vật liệu CMS30-4
• 4.3.2. Cảm biến điện hóa trên cơ sở CMS30-4 xác định Chloramphenicol
• 4.3.3. Cảm biến điện hóa trên cơ sở CMS30-4 xác định Paracetamol
• 4.4. So sánh hiệu suất điện hóa của cảm biến trên cơ sở vật liệu molybden sunfua và dạng molybden sunfua
• 4.5. Ứng dụng phân tích Ofloxacin, Chloramphenicol và Paracetamol trong dược phẩm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BÁO LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về vật liệu nano

Nghiên cứu về vật liệu nano đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong khoa học và công nghệ hiện đại. Trong đó, MoS2 và Cu2MoS4 là hai loại vật liệu nano nổi bật với nhiều ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực cảm biến điện hóa. MoS2 là một loại vật liệu hai chiều, có cấu trúc lớp mỏng, cho phép tăng cường diện tích bề mặt và khả năng tương tác với các chất phân tích. Cu2MoS4 cũng có những đặc tính tương tự, với khả năng hoạt động tốt trong các ứng dụng cảm biến. Việc nghiên cứu và phát triển các loại vật liệu này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất của cảm biến điện hóa mà còn mở ra hướng đi mới trong việc phát hiện các chất dược phẩm trong môi trường. Theo một nghiên cứu gần đây, việc sử dụng vật liệu nano trong cảm biến điện hóa có thể nâng cao độ nhạy và độ chọn lọc, từ đó giúp phát hiện nhanh chóng và chính xác các hoạt chất trong dược phẩm.

II. Tính chất điện hóa của MoS2 và Cu2MoS4

Tính chất điện hóa của MoS2 và Cu2MoS4 đã được nghiên cứu kỹ lưỡng. MoS2 có khả năng dẫn điện tốt, nhờ vào cấu trúc lớp mỏng và diện tích bề mặt lớn, giúp tăng cường khả năng hấp thụ các chất phân tích. Nghiên cứu cho thấy rằng MoS2 có thể hoạt động như một chất xúc tác hiệu quả trong các phản ứng điện hóa, nhờ vào khả năng chuyển giao điện tích nhanh chóng. Tương tự, Cu2MoS4 cũng cho thấy tính chất điện hóa vượt trội, với khả năng tạo ra tín hiệu điện hóa mạnh mẽ khi tiếp xúc với các chất phân tích như Chloramphenicol (CAP), Paracetamol (PAR) và Ofloxacin (OFX). Việc kết hợp hai loại vật liệu này trong một cảm biến điện hóa có thể tạo ra một hệ thống cảm biến với độ nhạy cao và khả năng phát hiện chính xác các hoạt chất dược phẩm trong mẫu thử.

III. Ứng dụng trong cảm biến điện hóa dược phẩm

Cảm biến điện hóa sử dụng MoS2 và Cu2MoS4 đã cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát hiện các hoạt chất dược phẩm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng cảm biến điện hóa dựa trên MoS2 có thể phát hiện nồng độ thấp của CAP, PAR, và OFX trong các mẫu dược phẩm với độ chính xác cao. Việc sử dụng vật liệu nano trong cảm biến không chỉ giúp tăng cường độ nhạy mà còn cải thiện độ ổn định và khả năng tái sử dụng của cảm biến. Một nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng cảm biến điện hóa dựa trên Cu2MoS4 có thể phát hiện CAP với độ nhạy cao hơn so với các loại cảm biến truyền thống. Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển các thiết bị cảm biến điện hóa mới, có khả năng phát hiện nhanh chóng và chính xác các hoạt chất trong dược phẩm, từ đó hỗ trợ trong việc kiểm soát chất lượng và an toàn thực phẩm.

IV. Kết luận và triển vọng nghiên cứu

Nghiên cứu về vật liệu nano MoS2 và Cu2MoS4 cho cảm biến điện hóa dược phẩm đã chỉ ra nhiều tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực phân tích hóa học. Các kết quả cho thấy rằng việc sử dụng vật liệu nano không chỉ cải thiện hiệu suất của cảm biến mà còn mở ra hướng đi mới trong việc phát hiện các hoạt chất dược phẩm. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần được giải quyết, bao gồm việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp và cải thiện tính ổn định của cảm biến. Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc phát triển các phương pháp mới để cải thiện tính năng của cảm biến điện hóa, từ đó nâng cao khả năng phát hiện và phân tích các chất dược phẩm trong môi trường thực tế.