THÔNG TIN KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI
1. Thông tin chung
- Tên đề tài: Tổng hợp hạt nano đồng (I) oxit/đồng bằng phương pháp hóa học xanh ứng dụng diệt khuẩn nấm trên cây cam tại Hàm Yên - Tuyên Quang
- Mã số: B2022 - TNU - 44
- Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Hà Xuân Linh
- Tổ chức chủ trì: Đại học Thái Nguyên
- Thời gian thực hiện: 24 tháng (Gia hạn thời gian thực hiện thêm 6 tháng)
2. Mục tiêu
Tìm được quy trình chế tạo vật liệu nano đồng (I) oxit/đồng bằng phương pháp hóa học xanh có kích thước nano ứng dụng diệt được các loại khuẩn nấm trên cây cam tại Hàm Yên - Tuyên Quang
3. Tính mới và sáng tạo
Đề tài sử dụng phương pháp hóa học xanh thân thiện với môi trường để chế tạo ra vật liệu nano đồng (I) ôxit/đồng có tính kháng khuẩn nấm cao ứng dụng diệt khẩn nấm trên cây Cam nói riêng và các cây trồng nông nghiệp nói chung. Đề tài sử dụng phương pháp điện hóa xanh với quy trình sản xuất đơn giản, dễ thực hiện có tính ứng dụng cao và giá thành thấp hơn so với một số loại sản phẩm cùng loại và cho chất lượng tốt. Với kết quả nghiên cứu của đề tài đã mở ra một hướng ứng dụng cho sản xuất đại trà các sản phẩm nano kim loại ứng dụng thay thế cho các loại thuốc trừ sâu có nguyên gốc hóa học độc hại ở Việt Nam.
4. Kết quả nghiên cứu
Đề tài đã chỉ ra được một số các kết quả nghiên cứu chính sau:
- Đã chế tạo thành công vật liệu nano đồng (I) ôxit/đồng bằng phương pháp điện hóa xanh với sự kết hợp giữa hòa tan anốt và phản ứng oxy hóa khử có kiểm soát giữa NaOH và glucose trong dung dịch. Các vật liệu này thể hiện các hình thái khác biệt bằng cách thay đổi nồng độ glucose bằng một lượng NaOH cố định (tức là 0,15 M). Ở nồng độ glucose thấp (tức là 0,05 và 0,1 M), vật liệu có dạng cụm hạt với các pha Cu và CuO. Khi nồng độ glucose tăng lên 0,15 và 0,2 M, thu được vật liệu hình khối. Khi tiếp tục tăng lượng glucose lên 0,25 M, cấu trúc giống như bông hoa được hình thành. Theo đó, các vật liệu tổng hợp được với kích thước, hình dạng khác nhau đều có đặc tính kháng khuẩn khác nhau.
- Kết quả thử nghiệm vật liệu nano đồng (I) ôxit/đồng với các chủng nấm trong phòng thí nghiệm cho thấy các vật liệu nano đồng được tạo ra ở mức nồng độ glucose thập (0,05 và 0,1 M) cho hiệu quả kháng nấm tốt nhất.
- Kết quả thử nghiệm nồng độ của nano đồng (I) ôxit/đồng trên quy mô đồng ruộng hẹp cho thấy bổ sung nano đồng (I) oxit/đồng cho cây cam bằng cách phun qua lá cho thấy, bổ sung nano đồng (I) oxit/đồng bằng cách phun qua lá cho hiệu quả rõ ràng. Phun nano đồng (I) oxit/đồng có tác động tích cực đến sinh trưởng và phát triển của cây cam, qua đó làm tăng năng suất cao, chất lượng và khả năng chống chịu một số loài sâu bệnh hại quan trọng trên cây có múi. Trong điều kiện sinh thái vùng Hàm Yên, Tuyên Quang, trên cây cam Sành 8 tuổi, phun nano đồng (I) oxit/đồng nồng độ 30 ppm được coi là phù hợp nhất, cây cho năng suất cao nhất (97,28 kg/cây/vụ) và chất lượng quả tốt nhất. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy nano đồng (I) oxit/đồng có hiệu lực tốt tương đương với chế phẩm Bạc đồng Super trong cả phòng trừ các bệnh hại cây cam do vi khuẩn và nâm gây hại cũng như làm tăng năng suất của cây Cam Sành trong điều kiện sinh thái của huyên Hàm Yên - Tuyên Quang.
5. Sản phẩm của đề tài
5.1. Sản phẩm khoa học
* Số bài báo đăng trong danh mục tạp chí nước ngoài có chỉ số ISI:
[1]. Ha Xuan Linh, Pham Hoai Linh, Duong Dinh Tuan, Pham Huong Quynh, Nguyen Xuan Hoa, Dang Van Thanh, Hoang Phu Hiep, Nguyen Quoc Dung (2024), “Facile route for preparation of cuprous oxide/copper/cupric oxide nanoparticles by using simultaneous electrochemical and reduction reaction” Heliyon, DOI: https://doi.org/10.1016Zj.heliyon.2024.e25195
[2]. Pham Huong Quynh, Tran Thi Thuy Ninh, Nguyen Quang Tinh, Nguyen Van Thu, Dang Van Thanh, Duc Dung Nguyen, Cao Thanh Hai and Khieu Thi Tam, Vitis heyneana extract mediated synthesis of silver nanoparticles with high bioactive and colorimetric sensing properties (2024), IOPSCIENCE, https://doi.org/10.1088/2053- 1591/ad5c2f
[3]. Tran Thi Kim Ngan, Pham Huong Quynh, Nguyen Quoc Dung, Ha Xuan Linh, Pham Hoai Linh and Dang Van Thanh, One-step electrochemical synthesis of CuxO- ZnO forantifungal activity (2024), Journal of Chemical Research
* Số bài báo đăng trên tạp chí trong nước:
[3]. Hà Xuân Linh, Nguyễn Quốc Dũng (2024), “Giải pháp bón phân hiệu quả cho cây cam trồng tại đất dốc tỉnh Tuyên Quang”, Tạp chí Rừng và Môi trường.
[4]. Khiều Thi Tâm, Cao Thanh Hải, Hà Xuân Linh (2024), “Tổng hợp xanh nano bạc sử dụng dịch chiết thân cây trầu rừng nhằm phát hiện lượng vết ion Fe3+ trong nước và giá hoạt tính kháng khuẩn”, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Đại học Thái Nguyên.
[5]. Nguyễn Quốc Dũng, Hoang Phu Hiep, Hà Xuân Linh (2024), “Chế tạo vật liệu kháng khuẩn dựa trên vật liệu đồng(ii) oxide/đồng và bạc oxide”, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Đại học Thái Nguyên.
5.2. Sản phẩm đào tạo
Hướng dẫn thành công 02 học viên thạc sỹ:
[1]. Dương Văn Kiên (2023), “Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang điện hóa tách nước dựa trên vật liệu tổ hợp nano Cu2O/ZnO, Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ, Trường Đại học Sư Phạm - Đại học Thái Nguyên.
[2]. Nguyễn Thị Vân (2023), “Nghiên cứu chế tạo bạc từ dịch chiết thực vật nhằm phát hiện lượng vết ion Fe3+”, Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên.
5.3. Sản phẩm ứng dụng
[1]. Quy trình chế tạo nano đồng (I) oxit/đồng sử dụng phương pháp hóa học xanh
[2]. Quy trình kháng nấm, khuẩn trên cây cam tại Hàm Yên, tỉnh Tuyên Quang
[3]. Báo cáo thử nghiệm hiệu quả của chế phẩm nano đồng (I) oxit/đồng xử lý nấm, khuẩn trên cây cam tại Hàm Yên
[4]. Mẫu vật liệu nano đồng (I) oxit/đồng dạng bột kích thước nano
[5]. Mẫu Dung lịch nước chứa hạt nano đồng (I) oxit/đồng
6. Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng
- Phương thức chuyển giao: Sau kết thúc đề tài, toàn bộ kết quả và sản phẩm của đề tài sẽ được chuyển giao cho phòng thí nghiệm môi trường của Khoa Quốc tế - Đại học Thái Nguyên.
- Địa chỉ ứng dụng: Quy trình sản xuất nano Cu2O/Cu bằng phương pháp hóa học xanh sẽ được ứng dụng cho các phòng thí nghiệm vật liệu của Đại học Thái Nguyên; Phòng Nông nghiệp huyên Hàm Yên - Tuyên Quang có thể ứng dụng chế phẩm nano Cu2O/Cu trong việc phòng trừ khuẩn nấm cho cây cam.
7. Tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu
- Đối với lĩnh vực giáo dục và đào tạo: Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học để sinh viên đại học, học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành vật liệu, hóa học, môi trường, nông nghiệp làm tài liệu tham khảo.
- Đối với lĩnh vực khoa học và công nghệ có liên quan: Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo cho các đơn vị nghiên cứu và chỉ đạo sản xuất.
- Đối với phát triển kinh tế - xã hội: Làm chủ công nghệ sản xuất nano đồng (I) oxit/đồng bằng phương pháp hóa học xanh và ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp sẽ mang lại lợi ích to lớn cho các công ty, tổ chức sản xuất vì phương pháp này sẽ thay thế thuốc bảo vệ thực vật tryền thống, giảm tác hại của môi trường và nâng cao chất lượng sản phẩm.
- Đối với tổ chức chủ trì và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu: Đây là cơ hội tốt để đơn vị chủ trì, phối hợp có điều kiện hợp tác, trao đổi, thực hiện và chia sẻ kết quả nghiên cứu.
INFORMATION OF TRSEARCH RESULTS
1. General information
- Project title: Synthesis of copper(I) oxide/copper nanoparticles using green chemistry method for antifungal application on orange trees in Ham Yen - Tuyen Quang
- Code number: B2022 - TNU - 44
- Coordinates Assic.Prof.Dr. Hà Xuân Linh
- Implemeting institution: Thai Nguyen University
- Duration: from 2021 to 2023(be extended 6 months)
2. Objectives
To found a process for manufacturing copper (I) oxide/copper nanomaterials using nano-sized green chemistry method to kill fungal bacteria on orange trees in Ham Yen - Tuyen Quang
3. Creativity and innovation
The project uses an environmentally friendly green chemistry method to produce copper (I) oxide/copper nanomaterials with high antibacterial and antifungal properties for emergency antifungal applications on orange trees in particular and other agricultural crops. Generally speaking. The project uses a green electrochemical method with a simple, easy-to-implement production process with high applicability and lower price than some similar products and good quality. The research results of the project have opened up an application direction for mass production of metal nano products to replace toxic chemical pesticides in Vietnam.
4. Research results
The research has shown some of the following main research results:
- Successfully fabricated copper(I) oxide/copper nanomaterials by green electrochemical method with a combination of anodic dissolution and controlled redox reaction between NaOH and glucose in solution. These materials exhibited distinct morphologies by varying the glucose concentration with a fixed amount of NaOH (i.e., 0.15 M). At low glucose concentrations (i.e., 0.05 and 0.1 M), the material appeared as particle clusters with Cu and CuO phases. When the glucose concentration increased to 0.15 and 0.2 M, cubic material was obtained. When further increasing the amount of glucose to 0.25 M, a flower-like structure was formed. Accordingly, synthesized materials with different sizes and shapes all have different antibacterial properties.
- Results of testing copper(I) oxide/copper nanomaterials with fungal strains in the laboratory showed that copper nanomaterials produced at low glucose concentrations (0.05 and 0.1 M) were effective. The best antifungal fruit.
- Results of testing the concentration of nano copper (I) oxide/copper on a small field scale show that supplementing nano copper (I) oxide/copper to orange trees by foliar spraying shows that supplementing nano copper (I) ) oxide/copper by foliar spray for obvious effect. Copper (I) oxide/copper nano spraying has a positive impact on the growth and development of orange trees, thereby increasing productivity, quality and resistance to some important pests and diseases on orange trees. zone. In the ecological conditions of Ham Yen, Tuyen Quang, on an 8-year- old Sanh orange tree, spraying nano copper (I) oxide/copper at a concentration of 30 ppm is considered the most suitable, the tree has the highest yield (97.28 kg). /tree/crop) and the best fruit quality. Research results also show that nano copper (I) oxide/copper is as effective as the Super Copper Silver product in both preventing harmful bacterial and fungal diseases of orange trees as well as increasing the yield of orange trees. Orange trees in the ecological conditions of Ham Yen district - Tuyen Quang.
5. Products
5.1. Scientific products
[1]. Ha Xuan Linh, Pham Hoai Linh, Duong Dinh Tuan, Pham Huong Quynh, Nguyen Xuan Hoa, Dang Van Thanh, Hoang Phu Hiep, Nguyen Quoc Dung (2024), “Facile route for preparation of cuprous oxide/copper/cupric oxide nanoparticles by using simultaneous electrochemical and reduction reaction” Heliyon, DOI: https://doi.org/10.1016Zj.heliyon.2024.e25195
[2]. Pham Huong Quynh, Tran Thi Thuy Ninh, Nguyen Quang Tinh, Nguyen Van Thu, Dang Van Thanh, Duc Dung Nguyen, Cao Thanh Hai and Khieu Thi Tam, Vitis heyneana extract mediated synthesis of silver nanoparticles with high bioactive and colorimetric sensing properties (2024), IOPSCIENCE, https://doi.org/10.1088/2053-1591/ad5c2f
[3]. Tran Thi Kim Ngan, Pham Huong Quynh, Nguyen Quoc Dung, Ha Xuan Linh, Pham Hoai Linh and Dang Van Thanh, One-step electrochemical synthesis of CuxO-ZnO forantifungal activity (2024), Journal of Chemical Research
[4]. Hà Xuân Linh, Nguyễn Quốc Dũng (2024), “Effective fertilization solution for orange trees grown on sloping land in Tuyen Quang province", (2024), Forest and Environment Juarnal.
[5]. Khiều Thi Tâm, Cao Thanh Hải, Hà Xuân Linh, “Green synthesis of Silver nanoparticles using Piper Chausocamum stem extract for detection of trace Fe3+ in water and intibacterial activity”, (2024), Thai Nguyen University - Journal of Science and Technology.
[6]. Nguyen Quoc Dung, Hoang Phu Hiep, Ha Xuan Linh, “Fabrication of antibacterial materials based on copper (ii) oxide/copper and silver oxide ”, (2024), Thai Nguyen University - Journal of Science and Technology.
5.2. Training products
Guide 02 master students to do the thesis:
[1]. Dương Văn Kiên (2023), “Fabrication and research on photoelectrochemical properties of water splitting based on Cu2O/ZnO nanocomposites, Master's thesis, University of Education - Thai Nguyen University.
[2]. Nguyễn Thị Vân (2023), “Research on silver production from plant extracts to detect trace amounts of Fe3+ ions'’”, Master's thesis, University of Sciences - Thai Nguyen University.
5.3. Application products
[1]. Process of Copper(I) oxide/copper nanofabrication using green chemistry method.
[2]. Process of Antifungal and antibacterial on orange trees in Ham Yen district, Tuyen Quang province.
[3]. Report on testing the effectiveness of copper (I) oxide/copper nano preparations to treat fungi and bacteria on orange trees in Ham Yen.
[4]. Sample of copper(I) oxide/copper nanomaterial in nano-sized powder form
[5]. The solution sample contains copper(I) oxide/copper nanoparticles
6. Transfer alternatives, application institution
- Transfer method: After finishing the project, all results and products of the project will be transferred to the environmental laboratory of the International Faculty - Thai Nguyen University.
- Application address: Cu2O/Cu nano production process using green chemistry method will be applied to materials laboratories of Thai Nguyen University; The Department of Agriculture of Ham Yen - Tuyen Quang district can apply Cu2O/Cu nano products in preventing fungal bacteria for orange trees.
7. Impacts and benefits of research results
- For the field of education and training: The research results of the project are the scientific basis for university students, graduate students and graduate students in materials, chemistry, environment and agriculture to work on. references.
- For related fields of science and technology: The results of the project are reference documents for research and production management units.
- For socio-economic development: Mastering the technology of producing nano copper (I) oxide/copper using green chemical methods and applying it in agricultural production will bring great benefits to companies. , organize production because this method will replace traditional pesticides, reduce environmental harm and improve product quality.
- For the host organization and facilities applying research results: This is a good opportunity for the host and coordinating unit to have conditions to cooperate, exchange, implement and share research results.
