Tổng hợp xanh nano vàng và ứng dụng xúc tác trong phản ứng khử hợp chất hữu cơ
Trong những năm gần đây, với tốc độ phát triển của các ngành đại công nghiệp, tình trạng ô nhiễm môi trường nước bởi các chất thải màu hữu cơ ngày càng nghiêm trọng. Các chất này có thời gian tồn tại rất lâu trong môi trường nước và tích tụ sinh học theo các chuỗi thức ăn, điều này sẽ gây hại rất lớn đến hệ sinh thái và trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống, sức khỏe con người.
Các chất hữu cơ thường được loại bỏ khỏi môi trường nước bằng các phương pháp truyền thống như: phương pháp lọc màng, trao đổi ion, hấp phụ, sinh học…. Các phương pháp này thường tốn chi phí cao đôi khi còn tạo thành các chất thải thứ cấp càngkhó xử lý hơn. Hiện nay, nhiều công trình khoa học đã chỉ ra việc sử dụng các vật liệu nano kim loại làm chất xúc tác cho phản ứng loại bỏ hợp chất hữu cơ như methylene blue, 4-nitrophenol, methylene orange, bromocresol green… trong một số dạng nước thải đã mang lại hiệu quả tích cực cùng với chi phí thấp và thân thiện môi trường. Trong số này, vật liệu AuNPs (AuNPs) được tổng hợp bằng phương pháp sử dụng dịch chiết từ thực vật làm chất khử và dung dịchAu3+ được xem là ứng viên nổi bật bởi nó mang lại nhiều lợi ích kinh tế, thân thiện môi trường cũng như bảo đảm sức khỏe cho con người.
Hình min họa (Internet)
Cây Xáo tam phân có tên khoa học là Paramignya trimera (Oliv.) Guillaum là cây dược liệu, được trồng khá nhiều ở các tỉnh vùng nam trung bộ của Việt Nam. Rễ, thân và lá cây xáo tam phân chứa các hợp chất có tính khử mạnh như: Tannins, Saponin, Coumarin, Flavonnoid..., từ xa xưa, loài cây này được sử dụng như một phương thuốc điều trị các bệnh về gan, đường tiêu hóa và các bệnh truyền nhiễm. Trong nghiên cứu này, phương pháp tổng hợp xanh sử dụng chiết xuất Paramignya trimera làm tác nhân khử và ổn định đã được áp dụng thành công để tổng hợp các hạt nano vàng (AuNP) để phân hủy hiệu quả thuốc nhuộm hữu cơ. AuNP có hình cầu, dao động từ 18 đến 24 nm và phân bố đồng đều như quan sát được qua các phép đo TEM và SEM. Độ ổn định đặc biệt của huyền phù AuNP được cho là nhờ cơ chế hút tĩnh điện, được chỉ ra bởi thế zeta cao -23,8 mV và vai trò bảo vệ của lớp hữu cơ bao quanh AuNP. Kết quả nghiên cứu về khả năng xúc tác của vật liệu cho thấy AuNP hoạt động hiệu quả như chất xúc tác để khử hai loại thuốc nhuộm hữu cơ là methylene blue (MB) và bromocresol green (BG), tạo thành các hợp chất phức tạp tương ứng của chúng. Hằng số tốc độ tương ứng cho các phản ứng này được xác định như sau: k = 0,0152 s-1 đối với MB và k = 0,0056 s-1 đối với BG, trong khi năng lượng hoạt hóa của các phản ứng này được tìm thấy là -14,62 kJ/mol đối với BG và -16,05 kJ/mol.
Tập. 29 Số. 4 (2023): TẠP CHÍ PHÂN TÍCH HÓA, LÝ VÀ SINH HỌC