Nghiên cứu và chế tạo keo bạc có cấu trúc nanô bằng phương pháp vi sóng

Journal of Thu Dau Mot university, No2 – 2011 
 46 
NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO KEO BẠC CÓ CẤU TRÚC NANÔ 
BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG 
Huỳnh Duy Nhân
(1)
, Nguyễn Ngọc Khoa Trường
(2)
, Nguyễn Văn Nghĩa
(2)
, 
Trương Văn Chương
(3)
, Lê Quang Tiến Dũng
(3)
(1) Trường Đại học Thủ Dầu Một, (2) Trường Đại học Quy Nhơn; (3) Trường Đại học Khoa học Huế 
TÓM TẮT 
Bài báo trình bày keo bạc có cấu trúc nanô đã được chế tạo bằng phương pháp vi sóng. 
Phương pháp này đơn giản và dễ lặp lại. Các phép đo hấp thụ của keo bạc được thực hiện trên 
phổ UV-Vis. Hình dạng và kích thước của hạt nanô Ag được quan sát và phân tích bằng kính 
hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Các hạt nanô Ag đã được sử dụng để kiểm tra khả năng 
kháng khuẩn với E.Coli thông qua bộ lọc nước đã được phủ bằng keo Ag. 
Từ khóa: hạt nanô bạc, vi sóng, PVP 
* 
1. Giới thiệu 
Trong những năm gần đây, vật liệu nanô 
đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng dân 
dụng và thương mại. Những vật liệu này có 
các tính chất hóa học và vật lí vượt trội so 
với những vật liệu thông thường do kích 
thước của chúng rất nhỏ và diện tích bề mặt 
rất lớn. Trong số những vật liệu nanô đó, Ag 
nanô đã và đang thu hút nhiều sự quan tâm 
nghiên cứu do những ứng dụng tuyệt vời của 
nó trong các lĩnh vực như: diệt khuẩn và khử 
trùng, chất khử mùi, mĩ phẩm, dệt, chất xúc 
tác, cảm biến, vật liệu phức hợp nanô... [1], 
[2], [3], [4]. Hiện nay có rất nhiều phương 
pháp để chế tạo Ag có cấu trúc nanô như 
chiếu xạ tia , phương pháp hóa ướt... trong 
số đó phương pháp vi sóng được các nhà 
khoa học trên thế giới áp dụng khá phổ biến. 
Vi sóng là một kĩ thuật cấp nhiệt bằng việc 
tạo dao động phân tử ở tốc độ rất cao, khả 
năng cấp nhiệt nhanh và đồng nhất. Ưu 
điểm chính của việc đưa vi sóng vào trong 
hệ phản ứng là tạo động học cho sự tổng 
hợp cực nhanh. 
Trong bài báo này chúng tôi trình bày 
kết quả nghiên cứu chế tạo keo Ag có cấu 
trúc ống nanô xuất phát từ AgNO3 thương 
mại với chất ổn định cấu trúc bằng 
phương pháp vi sóng. Các thiết bị đều do 
bộ môn vật lí chất rắn Trường Đại học 
Khoa học Huế tự chế tạo. Đây là phương 
pháp đơn giản và dễ lặp lại. 
2. Thí nghiệm 
2.1. Vật liệu 
Gồm: AgNO3 (99%), Ethylene glycol 
(EG) (99%), PolyVinylpyrrolidone (PVP) 
(Sigma Aldrich 99,9%) 
2.2. Chế tạo keo Ag cấu trúc ống nanô 
2.2.1. Khảo sát theo thời gian chiếu xạ vi 
sóng 
Hòa tan 0,0051 g muối AgNO3 vào 30 
ml nước thu được 30 ml dung dịch AgNO3 
nồng độ 1 mM. Khuấy đều 0,0167 g PVP 
Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số 2 - 2011 
 47 
trong 30 ml dung môi EG bằng máy khuấy 
từ trong thời gian 1 phút thu được 30 ml 
dung dịch PVP/EG nồng độ 5 mM. 
Hòa trộn 30 ml dung dịch PVP/EG 5 
mM vào 30 ml dung dịch AgNO3 1 mM 
theo tỉ lệ 1:1. Khuấy đều bằng máy khuấy 
từ trong khoảng vài giây thu được hỗn 
hợp 60ml AgNO3/PVP/EG. Sau đó chia 
làm 3 mẫu, mỗi mẫu chứa hỗn hợp 20 ml 
AgNO3/PVP/EG. 
Lần lượt cho từng mẫu vào lò vi sóng 
(lò vi sóng được đặt ở chế độ cấp nhiệt 
công suất 400 W) rồi chiếu xạ vi sóng ở 
thời gian lần lượt là 1,5 phút; 3 phút và 5 
phút. Thu được keo Ag nanô có màu vàng 
tươi đặc trưng. 
2.2.2. Khảo sát theo tỉ số mol của 
PVP/AgNO3 
Gọi tỉ số mol của PVP/AgNO3 là: 
3
PVP
AgNO
n
r
n
Hòa tan 0,0085 g muối AgNO3 vào 50 
ml nước thu được 50 ml dung dịch AgNO3 
nồng độ 1 mM. 
Khuấy đều 0,0222 g PVP trong 20 ml 
dung môi EG bằng máy khuấy từ trong 
thời gian 1 phút thu được 20 ml dung dịch 
PVP/EG nồng độ 10 mM. Chia đôi 20 ml 
dung dịch này, được mỗi dung dịch 10 ml. 
Thêm 10 ml dung môi EG vào 10 ml dung 
dịch PVP/EG 10 mM, được 20 ml dung 
dịch PVP/EG nồng độ 5 mM. Cứ như thế 
chia đôi 20 ml dung dịch này, rồi lại thêm 
10 ml dung môi EG vào sẽ thu được 5 
mẫu, mỗi mẫu chứa 10 ml dung dịch 
PVP/EG có nồng độ lần lượt là 10 mM; 5 
mM; 2,5 mM; 1,25mM và 0,625 mM. 
Hòa trộn từng 10 ml dung dịch AgNO3 
1 mM vào 5 mẫu chứa dung dịch PVP/EG 
có nồng độ như trên theo tỉ lệ 1:1 và 
khuấy đều bằng máy khuấy từ trong 
khoảng vài giây, được 5 mẫu chứa hỗn 
hợp 20 ml AgNO3/PVP/EG có tỉ số mol 
PVP/AgNO3 lần lựợt là r = 10; r = 5; r = 
2,5; r = 1,25 và r = 0,625. 
 Lần lượt cho từng mẫu vào lò vi 
sóng (lò vi sóng được đặt ở chế độ cấp 
nhiệt công suất 400 W) rồi chiếu xạ vi 
sóng ở thời gian như nhau là 3 phút. 
 Phổ hấp thụ của keo Ag được khảo 
sát bằng máy UV-Vis (2450 Shimadzu 
spectrophotometer). Vi cấu trúc của keo 
bạc được đo bằng kính hiển vi điện tử 
truyền qua TEM (Jeol Jem 1010). Để kiểm 
tra khả năng diệt khuẩn của keo Ag 
chúng tôi kiểm tra thông qua nước được 
lọc bởi bộ lọc nước có phủ keo Ag. 
3. Kết quả và thảo luận 
Hình 1 là phổ hấp thụ UV-vis của keo 
Ag nanô với thời gian chiếu xạ vi sóng từ 
1,5 đến 5 phút (hình 1). 
Cường độ phổ hấp thụ của keo Ag nanô 
trong vùng bước sóng từ 320 đến 800 nm 
tăng nhanh khi tăng thời gian chiếu xạ vi 
sóng từ 1,5 đến 5 phút. Chứng tỏ quá trình 
hình thành cấu trúc nanô Ag đã diễn ra. Các 
đỉnh của phổ hấp thụ có sự dịch chuyển nhẹ 
từ bước sóng 416 đến 422 nm khi tăng thời 
gian chiếu xạ vi sóng. Phổ hấp thụ của keo 
Ag nanô với thời gian chiếu xạ vi sóng từ 3 
đến 5 phút không có sự thay đổi đáng kể về 
tín hiệu phổ. Như vậy, với khoảng thời gian 
chiếu xạ vi sóng từ 3 đến 5 phút, quá trình 
khử của các ion Ag+ đã xảy ra hoàn toàn. 
Journal of Thu Dau Mot university, No2 – 2011 
 48 
Tuy nhiên, với mẫu được chiếu xạ vi sóng ở 
thời gian 3 phút có tính ổn định cao hơn so 
với mẫu được chiếu xạ vi sóng ở thời gian 5 
phút. Chính vì vậy, chúng tôi cố định thời 
gian chiếu xạ vi sóng là 3 phút để tiến hành 
các nghiên cứu tiếp theo. 
Hình 1: Phổ hấp thụ UV-vis của keo Ag nanô với thời gian chiếu xạ vi sóng 
từ 1,5 đến 5 phút (AgNO3 1mM; PVP/EG 5 mM) 
Hình 2 là phổ hấp thụ UV ‟ vis của keo Ag nanô với tỉ số mol r của PVP/AgNO3 từ 
0,625 đến 10. 
Hình 2: Phổ hấp thụ UV-vis của keo Ag nanô với tỉ số mol của PVP/AgNO3 
từ 0,625 đến 10 (AgNO3 1 mM; t= 3 phút) 
Khi tỉ số mol của PVP/AgNO3 thấp (từ 
0,625 đến 2,5), phổ hấp thụ được mở rộng 
hơn với dải đuôi dài ở vùng bước sóng trên 
600 nm. Điều này là do sự đóng góp của dải 
dao động dọc của các sản phẩm nanô một 
chiều (thanh và dây nanô) được hình thành. 
Do nồng độ của chất ổn định PVP thấp, có sự 
ưu tiên hình thành các thanh và dây nanô. 
Khi tăng tỉ số mol của PVP/AgNO3 lên (từ 5 
đến 10), phổ hấp thụ có cường độ tăng lên ở 
lân cận bước sóng 424 nm. Độ rộng của phổ 
hấp thụ hẹp hơn. Cường độ phổ hấp thụ tăng 
lên là do sự tăng hiệu suất hình thành của 
các hạt Ag nanô có cấu trúc hình cầu. Độ 
rộng phổ hấp thụ hẹp hơn là do sự giảm về 
kích thước của các hạt nanô Ag. Do nồng độ 
của chất ổn định PVP cao, có sự ưu tiên hình 
thành các hạt nanô hình cầu. 
Hình 3 TEM của Ag nanô trong trường 
hợp sử dụng chất ổn định là PVP như hình 3.
5 phút 
3 phút 
1,5 phút 
10 
5 
2,5 
 1,25 
0,625 
Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số 2 - 2011 
 49 
Hình 3: Ảnh TEM của Ag nanô khi dùng chất ổn định là PVP trong thời gian 
chiếu xạ vi sóng 3 phút (AgNO3 1mM PVP/EG 5 mM) 
Khi tỉ số mol của PVP/AgNO3 là 5 và 
ở thời gian chiếu xạ vi sóng là 3 phút, chỉ 
xuất hiện các hạt Ag nanô có cấu trúc 
hình cầu với đường kính trung bình từ 5 ‟ 
12nm. Các hạt có kích thước tương đối 
nhỏ và đồng nhất. Điều này chứng tỏ quá 
trình khử của các ion Ag+ xảy ra hoàn 
toàn, tính chất của keo Ag nanô ổn định ở 
thời gian chiếu xạ vi sóng 3 phút. 
Mẫu nước được lấy từ sông Đông Ba, 
khu vực chợ Phú Bình, thành phố Huế, 
tỉnh Thừa Thiên Huế. Nước ở đây bị 
nhiễm khuẩn E.Coli được xác định tại 
Trung tâm Y tế dự phòng tỉnh Thừa Thiên 
Huế với hàm lượng là 4,2.102 CFU/100 
ml. Mẫu nước sau khi được lọc qua bộ lọc 
gốm đã phủ keo Ag nanô sẽ được lấy mẫu 
để kiểm tra sự có mặt của vi khuẩn 
E.Coli. Kết quả kiểm tra sau 48 giờ cho 
thấy: không còn thấy nhóm khuẩn E.Coli 
nào có trong mẫu nước. 
4. Kết luận 
 Keo Ag có cấu trúc nanô đã được 
tổng hợp thành công bằng phương pháp vi 
sóng. Phổ UV-Vis của keo Ag cho thấy keo 
hấp thụ mạnh ở vùng bước từ 400 nm đến 
430 nm, đây cũng chính là màu vàng đặc 
trưng của keo Ag nanô. Các hạt Ag trong 
keo có cấu trúc hình cầu đường kính từ 5 
‟ 12 nm được quan sát bởi ảnh TEM. Keo 
Ag chế tạo được bước đầu cho khả năng 
diệt khuẩn tốt. 
* 
INVESTEGATION AND FABRICATION OF NANOSIZED SILVER 
COLLOIDS BY MICROWAVE METHOD 
Huynh Duy Nhan
(1)
, Nguyen Ngoc Khoa Truong
(2)
, Nguyen Van Nghia
(2)
, 
Truong Van Chuong
(3)
, Le Quang Tien Dung
(3)
(1) Thu Dau Mot University , (2) Quy Nhon University, (3) College of Sciences, Hue University 
ABSTRACT 
This paper presents nanosized silver colloids being prepared by microwave method. This 
method is simple and easy to repeat. Absorption measurements of nanosized silver colloids 
are carried out on UV-Vis spectra. The shape and size of silver nanoparticles are observed 
Journal of Thu Dau Mot university, No2 – 2011 
 50 
and analyzed by transmission electron microscope (TEM). The silver nanoparticles were used 
to test the antibacteria ability with E.Coli passing through the water filter being covered by 
silver colloids.Keywords: Silver nanoparticles, microwave, PVP. 
Keywords: silver nanoparticles, microwave, PVP. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Nguyen Quoc Hien, Bui Huy Du, Đang Van Phu, Nguyen Ngoc Duy, Nguyen Tri Quoc, 
Nguyen Thi Kim Lan, Vo Thi Kim Lang, Ngo Vo Ke Thanh, Nguyen Thi Phuong 
Phong, ‚Preparation of colloidal silver nanoparticles in poly (N-Vinylpyrrolidone) by -
irradiation‛, Proceedings of IWNA, Vung Tau, Vietnam, 2007, 226 ‟ 231. 
[2] Sudhir Kapoor, Kirti Patel, D P Dave, Tulsi Mukherjee, ‚Synthesis of nanosized silver 
colloids by microwave dielectric heating‛, J. Chem. Sci. 117, 53-60, 2005. 
[3] Prashant Jain, T.Pradeep, ‚Potential of Silver Nanoparticle-Coated Polyurethane 
Foam As an Antibacterial Water Filter‛, Biotechnology and bioengineerring. 90, 2005. 
[4] Ying-Jie Zhu, Xian-Luo Hu, ‚Microwave-assisted polythiol reduction method: a new 
solid-lique route to fast preparation of silver nanowires‛, Materials Letters. 58, 1517-
1519, 2004. 
[5] Masaharu Tsuji, Yuki Nishazawa, Kisei Matsumoto, Nobuhiro Miyamae, Takeshi 
Tsuji, Xu Zhang, ‚Rapid synthesis of silver nanostructures by using microwave-polyol 
method with the assistance of Pt seeds and polyvinylpyrrolidone‛, Colloids and 
Surfaces A: Physicochem.Eng. Aspects. 293, 185-194, 2007. 
[6] Masaharu Tsuji, Kisei Matsumoto, Peng Jiang, Ryoichi Matsuo, Xin-Lin Tang, 
Khairul Sozana Nor Kamarudin, ‚Roles of Pt seeds and chloride anions in the 
preparation of silver nanorods and nanowires by microwave-polyol method‛, Colloids 
and Surfaces A: Physicochem.Eng. Aspects, 2007.