Luận án Chế tạo và nghiên cứu các đặc trưng tính chất của nano Fe0, Cu0, Co0, định hướng ứng dụng trong nông nghiệp

Tên luận án:

CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA NANO Feº, Cuº, Coº, ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP

Ngành:

Hóa Vô cơ

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc chế tạo và nghiên cứu các đặc trưng tính chất của hạt nano kim loại Feº, Cuº, Coº, định hướng ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp. Trước bối cảnh các thách thức toàn cầu như dân số tăng, diện tích đất canh tác thu hẹp, và biến đổi khí hậu, luận án nhấn mạnh tiềm năng của công nghệ nano trong việc nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng, và an toàn môi trường.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là chế tạo các tinh thể nano kim loại Feº, Cuº, Coº với kích thước dưới 100 nm bằng phương pháp khử bởi hydro mới sinh. Luận án cũng hướng đến việc xác định các điều kiện tối ưu để xử lý hạt giống ngô, lúa mì, lúa mạch và củ gừng giống bằng các nano kim loại này, đồng thời đánh giá khả năng kích thích sinh trưởng (nảy mầm, phát triển thân, rễ, lá) và tăng năng suất thu hoạch của các loại cây trồng này, cùng với việc làm rõ cơ chế tác động của chúng.

Nội dung nghiên cứu bao gồm việc chế tạo và đặc trưng hóa lý của các nano kim loại Feº, Cuº, Coº, cũng như dung dịch huyền phù của chúng. Các phương pháp như XRD, SEM, XRF, BET, và DLS đã được sử dụng để xác định cấu trúc, thành phần, hình thái, kích thước hạt, và diện tích bề mặt riêng. Luận án đã khảo sát ảnh hưởng của các hạt nano này đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng sản phẩm của cây ngô, cây gừng, lúa mì và lúa mạch.

Kết quả cho thấy đã chế tạo thành công các hạt nano Feº (kích thước trung bình 58,76nm, độ tinh khiết 99,67%), Cuº (58,94nm, độ tinh khiết 99,60%) và Coº (71,75nm, độ tinh khiết 99,71%) bằng phương pháp khử bởi hydro mới sinh. Luận án đã xác định được các điều kiện rung siêu âm tối ưu để tạo dung dịch huyền phù ổn định cho từng loại nano kim loại.

Về ứng dụng, xử lý hạt giống bằng nano kim loại Feº, Cuº, Coº giúp cây ngô mọc nhanh, đều hơn và tăng khả năng chống hạn. Cụ thể, nano Cuº ở nồng độ 4 mg/l cho năng suất ngô cao nhất, tăng 21,02% so với đối chứng. Cơ chế tác động của nano Cuº đối với khả năng chịu hạn của cây ngô đã được làm rõ thông qua việc tăng cường hàm lượng diệp lục, anthocyanin và hoạt độ enzyme chống oxy hóa (APX, SOD). Đối với cây gừng, xử lý bằng nano Coº ở hàm lượng 300 mg/ha cho năng suất cao nhất, tăng 45,02%. Các hạt nano Feº và Coº cũng cải thiện đáng kể khối lượng thân (20-60%) và tai (20-50%) của lúa mì, lúa mạch. Luận án cũng chứng minh tính an toàn sinh học của quá trình xử lý, với dư lượng nano kim loại trong sản phẩm thu hoạch đều dưới ngưỡng cho phép của WHO.